Ang term na "laser" ay talagang nangangahulugang "light amplification by stimulated emission of radiation". Ang unang laser, na gumamit ng isang ruby na silindro na pinahiran ng pilak bilang isang resonator, ay binuo noong 1960 sa Hughes Research Laboratories ng California. Ngayon, ang mga laser ay ginagamit para sa iba't ibang mga bagay, mula sa pagsukat hanggang sa pagbabasa ng naka-encrypt na data, at maraming paraan upang makagawa ng mga laser, depende sa badyet at mga kakayahan.
Hakbang
Bahagi 1 ng 2: Pag-unawa sa Paano Gumagana ang Lasers
Hakbang 1. Magbigay ng mapagkukunan ng enerhiya
Gumagana ang mga laser, o "lasers", sa pamamagitan ng stimulate electron na naglalabas ng ilaw ng isang tiyak na haba ng daluyong. (Ang proseso ay unang iminungkahi noong 1917 ni Albert Einstein.) Upang makapaglabas ng ilaw, dapat munang tumanggap ng enerhiya ang mga electron upang maitaguyod sa isang mas mataas na orbit, at pagkatapos ay palabasin ang enerhiya na iyon bilang ilaw sa pagbalik sa kanilang orihinal na orbit. Ang mapagkukunang enerhiya na ito ay tinatawag na isang "pump".
- Ang mga maliliit na laser, tulad ng mga nasa CD at DVD player at laser pointers, ay gumagamit ng isang de-koryenteng circuit upang magbigay ng kasalukuyang kuryente sa isang diode, na kumikilos bilang isang bomba.
- Ang carbon dioxide laser ay pumped ng isang kasalukuyang elektrisidad upang pasiglahin ang mga electron.
- Ang mga laser ng excimer ay nakakakuha ng enerhiya mula sa mga reaksyong kemikal.
- Ang mga laser na gawa sa kristal o baso ay gumagamit ng isang malakas na mapagkukunan ng ilaw tulad ng isang arc lamp o flash lamp.
Hakbang 2. Salin ang enerhiya sa pamamagitan ng medium na nagpapalaki
Ang amplifying medium, o aktibong daluyan ng laser, ay nagpapalakas ng enerhiya na inilabas ng sinag dahil sa mga stimulated electron. Ang pampalakas na daluyan ay maaaring isa sa mga sumusunod:
- Semiconductors na gawa sa mga materyales tulad ng gallium arsenide, aluminyo gallium arsenide, o indium gallium arsenide.
- Ang mala-ruby na silindro na kristal na ginamit sa unang laser na ginawa ng Hughes Laboratories. Ang mga saphire at granada, pati na rin ang mga salamin sa mata na salamin sa mata, ay ginamit din. Ang baso at mga kristal ay ginagamot ng mga ions ng mga bihirang mga metal sa lupa.
- Ang mga keramika, na pinapalabas din ng mga bihirang mga ion na metal na lupa.
- Ang mga likido, karaniwang mga tina, kahit na ang mga infrared laser ay ginawa gamit ang isang gin at tonic bilang medium ng pagpapalaki. Ang gelatin dessert (Jell-O) ay matagumpay ding ginamit bilang isang pampalakas na daluyan.
- Ang mga gas, tulad ng carbon dioxide, nitrogen, mercury vapor, o isang helium-neon na halo.
- Reaksyon ng kemikal.
- Spotlight ng elektron.
- Nukleyar na bagay. Ang unang uranium laser ay nilikha noong Nobyembre 1960, anim na buwan pagkatapos malikha ang unang ruby laser.
Hakbang 3. Ayusin ang mga salamin upang mapaunlakan ang ilaw
Ang salamin, o resonator, ay nagpapanatili ng sinag sa silid ng laser hanggang maabot nito ang nais na antas ng enerhiya para sa paglabas, alinman sa pamamagitan ng isang maliit na pagbubukas sa isa sa mga salamin o sa pamamagitan ng isang lens.
- Ang pinakasimpleng pag-setup ng resonator, ang linear resonator, ay gumagamit ng dalawang salamin na nakalagay sa tapat ng bawat isa sa silid ng laser. Ang setting na ito ay gumagawa ng isang solong sinag ng ilaw.
- Ang isang mas kumplikadong pag-aayos, ang ring resonator, ay gumagamit ng tatlo o higit pang mga salamin. Ang pag-aayos na ito ay maaaring makabuo ng isang solong sinag, sa tulong ng isang optikal na paghihiwalay, o isang doble na sinag.
Hakbang 4. Gumamit ng isang lens na nakatuon upang idirekta ang sinag sa pamamagitan ng amplifying medium
Kasama ang salamin, makakatulong ang lens na ituon at idirekta ang ilaw upang ang amplifying medium ay makakakuha ng mas maraming ilaw hangga't maaari.
Bahagi 2 ng 2: Paggawa ng Laser
Una sa Paraan: Paggawa ng isang Laser mula sa isang Laser Device
Hakbang 1. Maghanap ng isang tindahan na nagbebenta ng mga laser device
Maaari kang pumunta sa isang tindahan na elektrikal o maghanap sa internet para sa isang "laser device", "laser module" o "laser diode". Dapat isama ang aparato ng laser:
- circuit circuit. (Ang bahaging ito ay minsan ay ibinebenta nang hiwalay mula sa iba pang mga bahagi.) Maghanap para sa isang control circuit na magbibigay-daan sa iyo upang makontrol ang amperage.
- Mga diode ng laser.
- Lensa, baso o plastik, na maaaring ayusin. Karaniwan, ang diode at lens ay nakabalot nang magkasama sa isang maliit na tubo. (Ang mga sangkap na ito ay minsan ay ibinebenta nang hiwalay mula sa circuit ng magsusupil.)
Hakbang 2. Magtipon ng circuit ng controller
Maraming mga aparato ng laser ang nangangailangan sa iyo upang bumuo ng iyong sariling circuit circuit. Ang ganitong uri ng aparato ay may kasamang circuit board at mga kaugnay na bahagi, at dapat mong sama-sama silang maghinang, ayon sa eskematiko na kasama ng aparato. Gayunpaman, mayroon ding iba pang mga aparato na mayroong built-in na control circuit.
- Maaari mo ring idisenyo ang circuit ng controller sa iyong sarili, kung mayroon kang kadalubhasaan sa electronics na gawin ito. Ang circuit circuit ng LM317 ay isang mahusay na template para sa pagdidisenyo ng iyong sariling circuit. Siguraduhing gumagamit ka ng isang resistor-capacitor circuit upang ang lakas na nabuo ay hindi magpapasabog ng labis na mga pulso.
- Matapos maitaguyod ang circuit circuit, subukan ito sa pamamagitan ng pagkonekta nito sa isang light-emitting diode (LED). Kung ang LED ay hindi agad na ilaw, ayusin ang potensyomiter. Kung magpapatuloy ang problema, i-double check ang circuit at tiyakin na ang lahat ng mga bahagi ay maayos na konektado.
Hakbang 3. Ikonekta ang circuit ng controller sa diode
Kung mayroon kang isang digital multimeter, ikonekta ito sa circuit upang subaybayan ang kasalukuyang natanggap ng diode. Karamihan sa mga diode ay maaaring tumanggap ng isang saklaw ng 30-250 milliamperes (mA), habang ang isang saklaw ng 100-150 mA ay makagawa ng isang medyo malakas na sinag.
Bagaman ang isang mas malakas na sinag mula sa diode ay makakagawa ng isang mas malakas na laser, ang karagdagang kasalukuyang kinakailangan upang lumikha ng sinag ay masusunog at mas mabilis na makakasira sa diode
Hakbang 4. Ikonekta ang pinagmulan ng kuryente (baterya) sa circuit circuit
Ang diode ay dapat na nagniningning ngayon.
Hakbang 5. Ayusin ang lens upang ituon ang laser beam
Kung nais mong i-highlight ang isang pader, ayusin ito hanggang sa lumitaw ang isang magandang maliwanag na lugar.
Matapos maitakda nang maayos ang lens, maglagay ng matchstick sa laser path at ayusin ang lens hanggang sa magsimulang manigarilyo ang head ng tugma. Maaari mo ring subukan ang pamumulaklak ng mga lobo o pagsuntok ng mga butas sa papel gamit ang isang laser
Pangalawa sa Paraan: Paggawa ng mga Laser mula sa Mga Ginamit na Diode
Hakbang 1. Kumuha ng ginamit na manunulat ng DVD o Blu-Ray
Maghanap ng isang yunit na may bilis na sumulat ng 16x o mas mabilis. Ang yunit ay may diode na may output power na 150 milliwatts (mW) o higit pa.
- Ang manunulat ng DVD ay may isang pulang diode na may haba ng haba ng 650 nanometers (nm).
- Ang manunulat ng Blu-Ray ay may asul na diode na may haba ng haba na 405 nm.
- Ang manunulat ng DVD ay dapat sapat na may kakayahang magsulat ng mga disc, kahit na hindi ito kailangang maging matagumpay. (Sa madaling salita, dapat pa ring gumana ang diode).
- Huwag gumamit ng isang mambabasa ng DVD, manunulat ng CD, o mambabasa ng CD upang mapalitan ang manunulat ng DVD. Ang mga mambabasa ng DVD ay may mga red diode, ngunit hindi kasing lakas ng mga manunulat ng DVD. Ang mga diode ng manunulat ng CD ay napakalakas, ngunit naglalabas ng ilaw sa infrared range, kaya't kailangan mong maghanap ng mga beam na hindi mo nakikita.
Hakbang 2. Dalhin ang diode mula sa aparato ng manunulat ng DVD / Blu-Ray
Flip aparato. Mayroong apat o higit pang mga tornilyo na dapat alisin bago buksan ang aparato at maalis ang diode.
- Kapag nabuksan ang aparato, magkakaroon ng isang pares ng mga metal frame na hinahawakan ng mga turnilyo. Hawak ng frame ang mga bahagi ng laser. Matapos alisin ang mga tornilyo, maaari mong alisin ang frame at alisin ang mga bahagi ng laser.
- Ang mga diode ay mas maliit kaysa sa mga barya. Ang diode ay may tatlong mga binti ng metal, at maaaring ma-encode sa isang layer ng metal, mayroon o walang isang transparent na proteksiyon na bintana, o maaari itong buksan.
- Kailangan mong kunin ang diode mula sa sangkap ng laser. Upang gawing mas madali ang mga bagay, alisin muna ang heat sink mula sa bahagi ng laser bago subukang alisin ang diode. Kung mayroon kang isang antistatic wrist strap, isuot ito kapag kinuha mo ang diode.
- Pangasiwaan ang diode nang may pag-iingat, kahit na mas maingat kung ito ay isang bukas na diode. Maghanda ng isang antistatic case upang maiimbak ang mga diode hanggang sa handa ka na sa paggawa ng laser.
Hakbang 3. Kumuha ng isang lens na nakatuon
Ang sinag ng diode ay dapat dumaan sa nakatuon na lens upang makabuo ng isang laser. Maaari mo itong gawin sa isa sa mga sumusunod na dalawang paraan:
- Gumamit ng isang magnifying glass bilang isang pokus. Ilipat ang magnifying glass hanggang sa makita mo ang tamang lugar upang makagawa ng laser beam, at dapat itong gawin tuwing nais mong gamitin ang laser.
- Kumuha ng isang lens tube kit na may isang low-power laser diode, tulad ng 5 mW, at palitan ang diode ng isang diode mula sa isang manunulat ng DVD.
Hakbang 4. Kumuha o bumuo ng isang circuit circuit
Hakbang 5. Ikonekta ang diode sa circuit ng controller
Ikonekta ang positibong tingga ng diode sa positibong tingga ng circuit circuit, at ang negatibong tingga sa negatibong tingga. Ang lokasyon ng mga diode pin ay nag-iiba depende sa kung gumagamit ka ng isang pulang diode mula sa isang manunulat ng DVD o isang asul na diode mula sa isang manunulat ng Blu-Ray.
- Hawakan ang diode gamit ang mga binti na nakaharap sa iyo, paikutin ito upang ang mga base ng mga binti ay bumuo ng isang tatsulok na tumuturo sa kanan. Sa parehong mga diode, ang nangungunang binti ay ang positibong binti.
- Sa pulang diode ng manunulat ng DVD, ang binti sa gitna, na bumubuo sa tuktok ng tatsulok ay ang negatibong binti.
- Sa asul na diode ng manunulat ng Blu-Ray, ang ibabang binti ay ang negatibong binti.
Hakbang 6. Ikonekta ang mapagkukunan ng kuryente sa circuit circuit
Hakbang 7. Ayusin ang lens upang ituon ang laser beam
Mga Tip
- Ang mas maliit mong ituon ang laser beam, mas malakas ang laser, ngunit magiging epektibo lamang ito sa focal haba. Kung nakatuon sa layo na 1 m, ang laser ay epektibo lamang sa layo na 1 m. Kapag ayaw mong gamitin ang laser, ikalat ang pokus ng lens hanggang sa ang laser beam ay tungkol sa diameter ng isang ping pong ball.
- Upang maprotektahan ang iyong aparatong laser, itabi ito sa isang sisidlan, tulad ng isang LED flashlight o may hawak ng baterya, depende sa kung gaano kaliit ang iyong circuit ng controller.
Babala
- Huwag iilaw ang laser sa isang ibabaw na sumasalamin ng ilaw. Ang mga laser ay mga sinag ng ilaw at maaaring masasalamin tulad ng hindi nakatuon na mga sinag, na may mas malaking kahihinatnan lamang.
- Laging magsuot ng mga salaming de kolor na tukoy sa haba ng haba ng haba ng laser beam na iyong pinagtatrabaho (sa kasong ito, ang haba ng haba ng laser diode). Ang mga salaming de kolor na laser ay gawa sa mga kulay na balansehin ang kulay ng laser beam: berde para sa 650 nm red laser, red-orange para sa 405 nm blue laser. Huwag gumamit ng mga helmet ng hinang, ribed glass, o salaming pang-araw bilang kapalit ng mga salaming de kolor na laser.
- Huwag tumingin sa pinagmulan ng laser beam o iilaw ang laser sa mga mata ng mga tao. Ang mga laser IIIb na klase, ang uri ng laser na tinalakay sa artikulong ito, ay maaaring makapinsala sa mata, kahit na sa paggamit ng mga laser baso. Ang walang habas na pagniningning ng isang laser beam ay isang paglabag din sa batas.
