Човечеството е направило лъвския пай от изобретения чрез наблюдение на природни процеси и явления. Но с развитието на технологиите започнаха да се появяват разработки, базирани чисто на теоретични изследвания. Те включват лазерното устройство, което по време на своето съществуване е придобило много разновидности и модификации. В домакинството това устройство може да бъде полезно като далекомер, дистанционен показалец или част от прожекторна система. Но как да си направим домашен лазер, без да разполагаме с производствени мощности и високоточни технологии? Всъщност основното му устройство е доста просто, въпреки че някои компоненти ще трябва да бъдат взети от готовото оборудване.
Устройството и принципът на действие на домашен лазер
Традиционно се смята, че работният елемент - един вид лазерен източник на светлина - е рубинен камък. Но с цел оптимизиране и намаляване на разходите за строителство дори професионалните лазери все по-скъпибез тази пръчка. По-точно, той се заменя с алтернативни излъчватели, и то не непременно твърди. В този случай можете да използвате разтвор с багрила. Как сами да си направите лазер от този тип? Ще ви трябва лампа, която ще осветява сместа, излъчвайки лъч с малка дебелина от порядъка на 5 мм. Дизайнът ще включва и оптична система за регулиране и фокусиране на светлинния поток.
Но това не е всичко. Лазерът ще се активира от спусъка на светкавицата. Дизайнът му ще бъде оформен от комбинация от елементи от кварцово стъкло, електроди и метална медно-стоманена основа. Електродите ще трябва да бъдат свързани към клемите на кондензатора, чийто капацитет трябва да бъде около 15 микрофарада с потенциал на зареждане от 3 kW. Когато налягането падне до необходимата стойност, кондензаторът ще се разреди и ще се появи лазерна светкавица.
База на устройството
Основният елемент на самоделния лазер е усилвателна тръба. Както вече споменахме, в това качество ще се използва кварцово стъкло с диаметър до 5 мм. В краищата на тръбата е необходимо да се осигурят капаци с плоски прозорци - също от кварц. Устройството е поставено между две огледала, образуващи центъра на оптичната система. Сега друг въпрос - как да направите лазер, органично допълнен със спусък? За него се използва друга кварцова тръба, която трябва да се постави успоредно на първата. И двата цилиндъра трябва да бъдат монтирани в отразяващо елипсовидно огледало.
Отскачайки от огледало с елипсовидна форма, светкавицата на спусъка ще осигури концентрациялъч върху усилвателната тръба. За да работи тази схема, е важно правилно да поставите усилвателя със спусъка в фокусите на рефлектора. Препоръчително е да използвате огледала с алуминиево или сребърно покритие. Диаметърът им трябва да бъде приблизително 10 мм. В процеса на излъчване едно от огледалата ще осигури пълно отражение на светлината, а второто - малко повече от половината от потока. Сегментът на лъча, който ще премине през второто огледало, ще образува лазерен лъч.
Отражателно устройство
Функцията на рефлектора ще се изпълнява от тънкостенна алуминиева тръба с диаметър 2,5 и дължина 8 см. Важно е вътрешните й повърхности да са внимателно полирани. Освен това, вече като празен елемент, тръбата трябва да бъде внимателно деформирана, така че напречното й сечение да приеме формата на елипса. Как да направите лазер със собствените си ръце с такъв рефлектор? Можете да коригирате формата в менгеме и се препоръчва да фиксирате рефлектора с малка метална скоба. Основната ос на детайла трябва да бъде успоредна на равнината на основата. В бъдеще спусъкът и усилвателят ще бъдат интегрирани в огнища на елипса с разстояние от около 12 mm. Освен това осите на тръбите трябва точно да съвпадат с фокусите на алуминиевия рефлектор. Необходимо е предварително да се изчислят възможностите за подреждане на клетки или канали за фиксиране на плоски огледала, както и тяхното регулиране. За да се гарантира възможността за регулиране на ъгъла на контакт на огледалото с лъча, би било полезно да се осигури монтажен обков с пружини.
Огледално устройство
Полупрозрачните огледала са насочени с повърхност с покритие, обърната към първата кварцова усилвателна тръба. Проблемът може да възникне само при производството на огледални елементи с желаните характеристики. Как да си направим лазер у дома на базата на сребърно огледало? Първоначално се взема стъклена плоча, чиято повърхност е внимателно обезмаслена. Едната страна на продукта е покрита с нитро боя, след което се извършва реакция на сребро. И на този етап е важно да се вземе предвид един нюанс. Традиционното посребряване води до факта, че повърхността е напълно покрита с тониран слой. В този случай това трябва да се избягва, тъй като огледалото трябва да е полупрозрачно. Степента на покритие се определя от времето на закъснение на детайла в приготвения реакционен разтвор на сребро. По правило оптималният интервал се извлича експериментално, тъй като много ще зависи от отделните фактори на процеса.
Бои за лазер
Уредът може да използва няколко багрила, но за първи път, когато създавате най-простия дизайн, можете да се ограничите до родамин. Това е оранжева боя, която ще покрие спектъра от жълто-зелено до червено. Метиловият алкохол ще помогне за приготвянето на разтвора на родамина. Приблизително 45 mg родамин се разреждат с него в малък съд. Как да направите лазер с други нюанси на лъча? По същата схема се прави подходяща смес чрез разреждане на багрила с метилов алкохол. Например, син лъч се получава от диетиламинометил-кумарин и натриев флуоресцеинпридава отровно-салатен нюанс. Готовият разтвор на багрилото трябва да тече през бустерната тръба със скорост най-малко 4 l/h.
Настройка и подготовка на лазера за работа
След като лазерът е готов, трябва да го настроите. Всъщност се регулира само един параметър - ъгълът между огледалата и тръбата. За да работи устройството, равнината на отражение трябва да бъде ориентирана перпендикулярно на усилвателя и успоредно на огледалото в противоположната фокусна клетка. Трябва да се погрижите и за захранването на устройството. Как да направите лазер, така че да работи възможно най-дълго офлайн? За да направите това, трябва да монтирате специален блок със захранващ елемент за спусъка. Системата ще работи чрез кондензатор и окабеляване с минимално ниво на съпротивление. Както показва практиката, шината с медни проводници с напречно сечение 10x1 mm става най-добрият вариант за захранваща линия.
Как да направя мощен лазер?
Високопроизводителни лазерни устройства до 300 mW могат да бъдат направени дори на базата на конвенционално дисково устройство. Ще са необходими 100 mF и 100 pF кондензатори, LED лампи, резистори и директно DVD-RW устройство, чиято скорост на запис е поне 16x. ААА батериите ще отговарят за захранването. Как да направите лазер от дисково устройство? Цялото работещо оборудване ще се основава на драйвер - електрическа платка, към която ще трябва да бъдат запоени компоненти. Като лазерен източник трябва да се използва специален диод, но той не може да бъде директно свързан към захранващата система. ТакаваДиодите се захранват от ток, а не от напрежение. В системата е включен и колиматор. Това е един вид оптичен модул, който ще изпълнява функцията на преобразувател на тънък лъч.
Заключение
Колкото и да са полезни лазерните устройства, те трябва да се използват само когато е абсолютно необходимо, тъй като са технически и електрохимично опасни. Как да си направим лазер с възможно най-безопасната работна основа? Всъщност описаният метод за производство на устройството върху багрила е най-малко опасният от гледна точка на вредното излъчване поради ниска мощност. Но дори и в този случай можете да увеличите неговата сигурност чрез интегриране на допълнителни филтри за сигурност. Като минимум, това решение ще защити очите на потребителя и тези, които ще бъдат в зоната на приложение на устройството.
