Η ανθρωπότητα έχει κάνει τη μερίδα του λέοντος στις εφευρέσεις παρατηρώντας φυσικές διαδικασίες και φαινόμενα. Όμως με την ανάπτυξη της τεχνολογίας άρχισαν να εμφανίζονται εξελίξεις που βασίζονται καθαρά στη θεωρητική έρευνα. Αυτά περιλαμβάνουν τη συσκευή λέιζερ, η οποία κατά τη διάρκεια της ύπαρξής της έχει αποκτήσει πολλές ποικιλίες και τροποποιήσεις. Στο νοικοκυριό, αυτή η συσκευή μπορεί να είναι χρήσιμη ως στοιχείο αποστασιόμετρου, απομακρυσμένος δείκτης ή μέρος ενός συστήματος προβολέα. Πώς όμως να φτιάξετε ένα οικιακό λέιζερ χωρίς να έχετε τις εγκαταστάσεις παραγωγής και τις τεχνολογίες υψηλής ακρίβειας; Στην πραγματικότητα, η βασική του συσκευή είναι αρκετά απλή, αν και ορισμένα εξαρτήματα θα πρέπει να ληφθούν από τον έτοιμο εξοπλισμό.
Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας ενός σπιτικού λέιζερ
Παραδοσιακά πιστεύεται ότι το στοιχείο εργασίας - ένα είδος πηγής φωτός λέιζερ - είναι μια πέτρα ρουμπίνι. Αλλά για να βελτιστοποιηθεί και να μειωθεί το κόστος κατασκευής, ακόμη και τα επαγγελματικά λέιζερ κοστίζουν όλο και περισσότεροχωρίς αυτή τη ράβδο. Πιο συγκεκριμένα, αντικαθίσταται από εναλλακτικούς εκπομπούς και όχι απαραίτητα συμπαγείς. Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα διάλυμα με βαφές. Πώς να φτιάξετε μόνοι σας ένα λέιζερ αυτού του τύπου; Θα χρειαστείτε μια λάμπα που θα φωτίζει το μείγμα, εκπέμποντας μια δέσμη μικρού πάχους της τάξης των 5 mm. Ο σχεδιασμός θα περιλαμβάνει επίσης ένα οπτικό σύστημα για τη ρύθμιση και την εστίαση της ροής φωτός.
Αλλά δεν είναι μόνο αυτό. Το λέιζερ θα ενεργοποιηθεί από τη σκανδάλη φλας. Ο σχεδιασμός του θα διαμορφωθεί από έναν συνδυασμό στοιχείων από γυαλί χαλαζία, ηλεκτροδίων και μεταλλικής βάσης χαλκού-ατσάλι. Τα ηλεκτρόδια θα πρέπει να συνδεθούν στους ακροδέκτες του πυκνωτή, η χωρητικότητα του οποίου θα πρέπει να είναι περίπου 15 μικροφαράδες με δυναμικό φόρτισης 3 kW. Καθώς η πίεση πέφτει στην απαιτούμενη τιμή, ο πυκνωτής θα αποφορτιστεί και θα εμφανιστεί λάμψη λέιζερ.
Βάση συσκευής
Το κύριο στοιχείο ενός σπιτικού λέιζερ είναι ένας σωλήνας ενισχυτή. Όπως ήδη αναφέρθηκε, σε αυτή τη χωρητικότητα θα χρησιμοποιηθεί γυαλί χαλαζία με διάμετρο έως 5 mm. Στα άκρα του σωλήνα, είναι απαραίτητο να παρέχονται καλύμματα με επίπεδα παράθυρα - επίσης κατασκευασμένα από χαλαζία. Η συσκευή τοποθετείται ανάμεσα σε δύο καθρέφτες, σχηματίζοντας το κέντρο του οπτικού συστήματος. Τώρα μια άλλη ερώτηση - πώς να φτιάξετε ένα λέιζερ βιολογικά συμπληρωμένο με σκανδάλη; Για αυτό, χρησιμοποιείται ένας άλλος σωλήνας χαλαζία, ο οποίος πρέπει να τοποθετηθεί παράλληλα με τον πρώτο. Και οι δύο κύλινδροι πρέπει να τοποθετηθούν σε ανακλαστικό ελλειπτικό κάτοπτρο.
Αναπηδώντας από έναν ελλειπτικό καθρέφτη, το φλας της σκανδάλης θα προσφέρει συγκέντρωσηδέσμη στον ενισχυτικό σωλήνα. Για να λειτουργήσει αυτό το κύκλωμα, είναι σημαντικό να τοποθετήσετε σωστά τον ενισχυτή με τη σκανδάλη στις εστίες του ανακλαστήρα. Συνιστάται η χρήση καθρεφτών με αλουμίνιο ή ασήμι. Η διάμετρός τους πρέπει να είναι περίπου 10 mm. Στη διαδικασία της ακτινοβολίας, ένας από τους καθρέφτες θα παρέχει μια συνολική αντανάκλαση του φωτός και ο δεύτερος - λίγο περισσότερο από το ήμισυ της ροής. Το τμήμα δέσμης που θα περάσει από το δεύτερο κάτοπτρο θα σχηματίσει μια δέσμη λέιζερ.
Συσκευή ανακλαστήρα
Η λειτουργία του ανακλαστήρα θα γίνει από σωλήνα αλουμινίου με λεπτό τοίχωμα διαμέτρου 2,5 και μήκους 8 εκ. Είναι σημαντικό οι εσωτερικές του επιφάνειες να είναι προσεκτικά γυαλισμένες. Περαιτέρω, ήδη ως κενό στοιχείο, ο σωλήνας πρέπει να παραμορφωθεί προσεκτικά έτσι ώστε η διατομή του να πάρει τη μορφή έλλειψης. Πώς να φτιάξετε ένα λέιζερ με τα χέρια σας με έναν τέτοιο ανακλαστήρα; Μπορείτε να διορθώσετε το σχήμα σε μια μέγγενη και συνιστάται να στερεώσετε τον ανακλαστήρα με ένα μικρό μεταλλικό σφιγκτήρα. Ο κύριος άξονας του τμήματος πρέπει να ρυθμιστεί παράλληλα με το επίπεδο της βάσης. Στο μέλλον, η σκανδάλη και ο ενισχυτής θα ενσωματωθούν σε εστίες έλλειψης με διάκενο περίπου 12 mm. Επιπλέον, οι άξονες των σωλήνων πρέπει να συμπίπτουν ακριβώς με τις εστίες του ανακλαστήρα αλουμινίου. Είναι απαραίτητο να υπολογιστούν εκ των προτέρων οι δυνατότητες διευθέτησης κυψελών ή αυλακώσεων για τη στερέωση επίπεδων καθρεφτών, καθώς και η προσαρμογή τους. Για να εξασφαλιστεί η δυνατότητα προσαρμογής της γωνίας επαφής του καθρέφτη με τη δοκό, θα ήταν χρήσιμο να παρέχετε εξοπλισμό στερέωσης με ελατήρια.
Συσκευή καθρέφτη
Οι ημιδιαφανείς καθρέφτες κατευθύνονται με την επικαλυμμένη επιφάνεια στραμμένη προς τον πρώτο σωλήνα ενισχυτή χαλαζία. Το πρόβλημα μπορεί να προκύψει μόνο στην κατασκευή στοιχείων καθρέφτη με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά. Πώς να φτιάξετε ένα λέιζερ στο σπίτι με βάση έναν επάργυρο καθρέφτη; Αρχικά, λαμβάνεται μια γυάλινη πλάκα, η επιφάνεια της οποίας απολιπαίνεται προσεκτικά. Η μία πλευρά του προϊόντος καλύπτεται με βαφή νίτρο, μετά την οποία πραγματοποιείται μια αντίδραση αργύρου. Και σε αυτό το στάδιο είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη μια απόχρωση. Η παραδοσιακή ασημοποίηση οδηγεί στο γεγονός ότι η επιφάνεια καλύπτεται πλήρως με ένα χρωματισμένο στρώμα. Σε αυτή την περίπτωση, αυτό πρέπει να αποφεύγεται, αφού ο καθρέφτης πρέπει να είναι ημιδιαφανής. Ο βαθμός κάλυψης καθορίζεται από τον χρόνο καθυστέρησης του τεμαχίου εργασίας στο παρασκευασμένο διάλυμα αντίδρασης αργύρου. Κατά κανόνα, το βέλτιστο διάστημα προκύπτει πειραματικά, καθώς πολλά θα εξαρτηθούν από μεμονωμένους παράγοντες διαδικασίας.
Βαφές για λέιζερ
Η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιήσει πολλές βαφές, αλλά για πρώτη φορά όταν δημιουργείτε το πιο απλό σχέδιο, μπορείτε να περιοριστείτε στη ροδαμίνη. Πρόκειται για ένα πορτοκαλί χρώμα που θα καλύψει το φάσμα από κίτρινο-πράσινο έως κόκκινο. Η μεθυλική αλκοόλη θα βοηθήσει στην προετοιμασία του διαλύματος ροδαμίνης. Περίπου 45 mg ροδαμίνης αραιώνονται μαζί της σε ένα μικρό δοχείο. Πώς να φτιάξετε ένα λέιζερ με άλλες αποχρώσεις της δέσμης; Σύμφωνα με το ίδιο σχήμα, ένα κατάλληλο μείγμα παρασκευάζεται με αραίωση βαφών με μεθυλική αλκοόλη. Για παράδειγμα, μια μπλε δέσμη λαμβάνεται από διαιθυλαμινομεθυλο-κουμαρίνη και φλουορεσκεΐνη νατρίουδίνει μια δηλητηριώδη-σαλατική απόχρωση. Το έτοιμο διάλυμα βαφής πρέπει να ρέει μέσω του ενισχυτικού σωλήνα με ρυθμό τουλάχιστον 4 l/h.
Ρύθμιση και προετοιμασία του λέιζερ για εργασία
Αφού το λέιζερ είναι έτοιμο, πρέπει να το ρυθμίσετε. Στην πραγματικότητα, ρυθμίζεται μόνο μία παράμετρος - η γωνία μεταξύ των καθρεπτών και του σωλήνα. Για να λειτουργήσει η συσκευή, το επίπεδο ανάκλασης πρέπει να είναι προσανατολισμένο κάθετα στον ενισχυτή και παράλληλα με τον καθρέφτη στην αντίθετη κυψέλη εστίασης. Θα πρέπει επίσης να φροντίσετε για την τροφοδοσία της συσκευής. Πώς να φτιάξετε ένα λέιζερ ώστε να λειτουργεί όσο το δυνατόν περισσότερο εκτός σύνδεσης; Για να γίνει αυτό, πρέπει να τοποθετήσετε ένα ειδικό μπλοκ με ένα στοιχείο τροφοδοσίας για τη σκανδάλη. Το σύστημα θα λειτουργεί μέσω πυκνωτή και καλωδίωσης με ελάχιστο επίπεδο αντίστασης. Όπως δείχνει η πρακτική, το λεωφορείο με χάλκινους αγωγούς με διατομή 10x1 mm γίνεται η καλύτερη επιλογή για μια γραμμή τροφοδοσίας.
Πώς να φτιάξετε ένα ισχυρό λέιζερ;
Συσκευές λέιζερ υψηλής απόδοσης έως 300 mW μπορούν να κατασκευαστούν ακόμη και με βάση μια συμβατική μονάδα δίσκου. Θα απαιτήσει πυκνωτές 100 mF και 100 pF, λαμπτήρες LED, αντιστάσεις και μονάδα δίσκου DVD-RW απευθείας, η ταχύτητα εγγραφής της οποίας είναι τουλάχιστον 16x. Οι μπαταρίες AAA θα είναι υπεύθυνες για την τροφοδοσία. Πώς να φτιάξετε ένα λέιζερ από μια μονάδα δίσκου; Όλος ο εξοπλισμός εργασίας θα βασίζεται σε έναν οδηγό - έναν ηλεκτρικό πίνακα, στον οποίο θα πρέπει να συγκολληθούν εξαρτήματα. Μια ειδική δίοδος πρέπει να χρησιμοποιηθεί ως πηγή λέιζερ, αλλά δεν μπορεί να συνδεθεί απευθείας στο σύστημα τροφοδοσίας. ΤέτοιοςΟι δίοδοι τροφοδοτούνται από ρεύμα και όχι από τάση. Στο σύστημα περιλαμβάνεται επίσης ένα collimator. Αυτό είναι ένα είδος οπτικής μονάδας που θα εκτελεί τη λειτουργία ενός μετατροπέα λεπτής δέσμης.
Συμπέρασμα
Όσο χρήσιμες και αν είναι οι συσκευές λέιζερ, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο όταν είναι απολύτως απαραίτητο, καθώς είναι τεχνικά και ηλεκτροχημικά ανασφαλείς. Πώς να φτιάξετε ένα λέιζερ με την ασφαλέστερη δυνατή βάση εργασίας; Στην πραγματικότητα, η περιγραφόμενη μέθοδος κατασκευής της συσκευής σε βαφές είναι η λιγότερο επικίνδυνη από την άποψη της επιβλαβούς ακτινοβολίας λόγω χαμηλής ισχύος. Αλλά ακόμα και σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να αυξήσετε την ασφάλειά του ενσωματώνοντας πρόσθετα φίλτρα ασφαλείας. Τουλάχιστον, αυτή η λύση θα προστατεύει τα μάτια του χρήστη και όσων θα βρίσκονται στην περιοχή εφαρμογής της συσκευής.
