Het woord "laser" is een acroniem voor "lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling." De eerste laser, die een zilvergecoate robijnrode cilinder als resonator gebruikte, werd in 1960 ontwikkeld in Hughes Research Laboratories in Californië.[1] Tegenwoordig worden lasers gebruikt voor doeleinden variërend van metingen tot het lezen van gecodeerde gegevens en er zijn verschillende manieren om een ​​laser te maken, afhankelijk van uw budget en vaardigheden.

Deel een van de twee:
Begrijpen hoe een laser werkt

  1. 1 Voorzie een bron van energie. Lasers werken, of "lase", door elektronen te stimuleren licht van een bepaalde golflengte uit te zenden. (Dit proces werd voor het eerst voorgesteld in 1917 door Albert Einstein.)[2] Voor elektronen die licht uitzenden, moeten ze eerst energie absorberen om ze een hogere baan te geven, en vervolgens die energie als licht ontladen wanneer ze terugkeren naar hun oorspronkelijke baan. Deze energiebronnen staan ​​bekend als 'pompen'.
    • Kleine lasers, zoals die op CD- en DVD-spelers en laserpointers, gebruiken elektronische circuits om elektrische stroom te leveren aan diodes, die als de pomp dienen.
    • Kooldioxidelasers worden gepompt met elektrische ontladingen om hun elektronen te exciteren.
    • Excimer-lasers halen hun energie uit chemische reacties.[3]
    • Lasers gebouwd rond kristallen of glazen maken gebruik van sterke lichtbronnen zoals boog- of flitslampen.[4]
  2. 2 Kanaal de energie via een versterkingsmedium. Een versterkingsmedium of actief lasermedium versterkt het vermogen van het licht dat wordt afgegeven door de gestimuleerde elektronen.[5] Media verkrijgen kan een van de volgende items zijn:
    • Halfgeleiders gemaakt van materialen zoals galliumarsenide, aluminium galliumarsenide of indium galliumarsenide.
    • Kristallen zoals de robijnrode cilinder die wordt gebruikt in de laser van Hughes Laboratories. Saffier en granaat zijn ook gebruikt, evenals vezels van optisch glas. Deze glazen en kristallen worden behandeld met ionen van zeldzame aarde-elementen
    • Keramiek, die ook is behandeld met zeldzame aarde-ionen.
    • Vloeistoffen, gewoonlijk kleurstoffen, hoewel een infraroodlaser werd geproduceerd door een gin-tonic als het versterkingsmedium te gebruiken. Gelatinedessert (Jell-O) is ook met succes als versterkingsmedium gebruikt.[6]
    • Gassen, zoals koolstofdioxide, stikstof, kwikdamp of een helium-neon mengsel.[7]
    • Chemische reacties.
    • Elektronenstralen.
    • Nucleaire materialen. Een uraniumlaser werd voor het eerst geproduceerd in november 1960, zes maanden na de eerste robijnlaser.[8]
  3. 3 Stel spiegels in om het licht te bevatten. Deze spiegels of resonatoren houden het licht in de laserkamer totdat het zich opbouwt tot het gewenste energieniveau voor vrijgave, hetzij door een klein diafragma in een van de spiegels of door een lens.[9]
    • De eenvoudigste resonatoropstelling, de lineaire resonator, maakt gebruik van twee spiegels die aan tegenovergestelde zijden van de laserkamer zijn geplaatst. Het produceert een enkele uitvoerstraal.
    • Een meer gecompliceerde opstelling, de ringresonator, gebruikt drie of meer spiegels. Het kan een enkele straal creëren, met behulp van een optische isolator of meerdere stralen.
  4. 4 Gebruik een focusseerlens om het licht door het versterkingsmedium te leiden. Samen met de spiegels helpt de lens om het licht te concentreren en te richten, zodat het versterkingsmedium zoveel mogelijk ontvangt.

Deel twee van twee:
Een laser bouwen

Methode één: Een laser uit een set bouwen

  1. 1 Vind een verkooppunt. U kunt naar een elektronicawinkel gaan of online zoeken naar "laserkit", "lasermodule" of "laserdiode". Uw laserkit moet het volgende bevatten:
    • Een stuurcircuit. (Dit wordt soms los van de andere componenten verkocht.) Zoek naar een drivercircuit waarmee u de stroom kunt aanpassen.
    • Een laserdiode.
    • Een verstelbare lens van glas of plastic. Typisch worden de diode en lens samen verpakt in een kleine buis. (Deze componenten worden soms los van het stuurcircuit verkocht.)
  2. 2 Monteer het stuurcircuit. Bij veel laserkits moet u het stuurcircuit monteren. Deze kits bevatten een printplaat en bijbehorende onderdelen en vereisen dat u deze samen soldeert, volgens het bijgevoegde schema. Bij andere sets is het circuit al gemonteerd.
    • Je kunt ook je eigen drivercircuit ontwerpen, als je over de elektronische vaardigheden beschikt om dit te doen. Het LM317-stuurcircuit biedt een goede sjabloon om uw eigen te ontwerpen. Zorg ervoor dat u een weerstandscondensator (RC) -circuit gebruikt om de krachtuitvoer van spikes te beschermen.[10]
    • Nadat u het stuurcircuit hebt gemonteerd, kunt u het testen door het te verbinden met een lichtgevende diode (LED). Als de LED niet meteen oplicht, past u de potentiometer aan. Als hiermee het probleem niet wordt opgelost, controleert u opnieuw of alles goed is aangesloten.
  3. 3 Sluit het stuurcircuit aan op de diode. Als u een digitale multimeter hebt, kunt u deze op het circuit aansluiten om de stroom te controleren die de diode ontvangt. De meeste diodes kunnen een bereik van 30 tot 250 milliampères (mA) bevatten, terwijl een bereik van 100 tot 150 mA een voldoende krachtige straal zal produceren.
    • Terwijl een krachtigere straal van de diode een krachtigere straal produceert, zal de extra stroom die nodig is om die straal te genereren, de diode sneller doen branden.
  4. 4 Verbind de stroombron (batterij) met het stuurcircuit. De diode moet nu helder oplichten.
  5. 5 Pas de lens aan om de laserstraal scherp te stellen. Als je op een muur mikt, pas je aan totdat er een mooie, heldere stip verschijnt.
    • Nadat je de lens zo ver hebt afgesteld, plaats je een lucifer in lijn met de straal en pas je de lens aan totdat je ziet dat de lucifer begint te roken. U kunt ook proberen ballonnen te laten knappen of gaten in papier te verbranden.

Methode twee: Een laser bouwen met een gevonden diode

  1. 1 Vraag een oude dvd- of Blu-Ray-schrijver aan. Zoek naar een eenheid met een schrijfsnelheid van 16x of sneller. Deze units hebben diodes met een vermogen van 150 milliwatt (mW) of beter.
    • Een dvd-schrijver heeft een rode diode met een golflengte van 650 nanometer (nm).
    • Een Blu-Ray-schrijver heeft een blauwe diode met een golflengte van 405 nm.
    • De dvd-writer moet functioneel genoeg zijn om schijven te schrijven, hoewel niet noodzakelijk met succes. (Met andere woorden, de diode moet functioneel zijn.)
    • Vervang geen dvd-lezer, cd-brander of cd-lezer voor de dvd-brander. Een dvd-lezer heeft een rode diode, maar niet zo krachtig als een dvd-brander. De diode van de CD-writer is krachtig genoeg, maar straalt licht uit in het infrarode bereik, en verleidt u om naar een straal te zoeken die u niet kunt zien.
  2. 2 Verwijder de diode ervan. Draai de rit om. U ziet vier of meer schroeven die u moet losschroeven voordat u de schijf kunt scheiden en de diode kunt oogsten.
    • Nadat u de schijf hebt gescheiden, ziet u een paar metalen rails op zijn plaats met schroeven. Deze ondersteunen de laserassemblage. Wanneer u de rails losschroeft, kunt u deze verwijderen en de laser verwijderen.
    • De diode zal kleiner zijn dan een cent. Het heeft drie metalen pinnen en kan worden ingepakt in een metalen omhulsel, met of zonder een beschermend transparant venster, of het kan worden blootgesteld.
    • U moet de diode uit de lasereenheid wrikken. Misschien vindt u het gemakkelijker om de warmteafleider uit de eenheid te verwijderen voordat u probeert de diode te extraheren. Als u een antistatische polsband heeft, gebruikt u deze tijdens het verwijderen van de diode.
    • Behandel de diode voorzichtig, meer als het een blootgestelde diode is. Mogelijk wilt u een antistatische houder om de diode in te plaatsen totdat u uw laser kunt monteren.
  3. 3 Zorg voor een focusseerlens. Je zult de bundel van de diode door een focusseerlens moeten laten gaan om hem als een laser te gebruiken. U kunt dit op twee manieren doen:
    • Gebruik een vergrootglas als focuser. Je zult het glas moeten verplaatsen om de juiste plek te vinden om een ​​laserstraal te produceren, en je moet dit elke keer doen als je je laser gebruikt.
    • Gebruik een laserdiode met laag vermogen, zoals 5 mW, lensbuismontage en vervang uw dvd-writerdiode voor de diode van de assembly.
  4. 4 Verkrijgen of monteren van een stuurcircuit.
  5. 5 Sluit de diode aan op het stuurcircuit. U verbindt de positieve pin met de positieve kabel van het stuurcircuit en de negatieve pin met de negatieve kabel. De locatie van de punaise is afhankelijk van of u met een rode dvd-writerdiode of een blauwe Blu-Ray-writerdiode werkt.
    • Houd de diode vast met de pennen naar u toe wijzend, zodat de speldenkoppen een driehoek vormen die naar rechts wijst. Op beide diodes is de pen bovenaan de positieve pen.
    • Op de rode dvd-writerdiode is de middelste pin, die de top vormt van de driehoek, de negatieve pin.
    • Op de blauwe Blu-Ray-writerdiode is de onderste pin de negatieve pin.
  6. 6 Verbind de stroombron met het stuurcircuit.
  7. 7 Pas de lens aan om de laserstraal scherp te stellen.