Istilah "laser" sebenarnya bermaksud "penguatan cahaya oleh pancaran pancaran yang dirangsang". Laser pertama, yang menggunakan silinder ruby berlapis perak sebagai resonator, dikembangkan pada tahun 1960 di Laboratorium Penyelidikan Hughes di California. Hari ini, laser digunakan untuk pelbagai perkara, dari mengukur hingga membaca data yang dienkripsi, dan ada beberapa cara untuk menghasilkan laser, bergantung pada anggaran dan kemampuan.
Langkah
Bahagian 1 dari 2: Memahami Bagaimana Laser Berfungsi
Langkah 1. Membekalkan sumber tenaga
Laser berfungsi, atau "laser", dengan merangsang elektron untuk memancarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu. (Proses ini pertama kali disarankan pada tahun 1917 oleh Albert Einstein.) Untuk memancarkan cahaya, elektron mesti menyerap tenaga terlebih dahulu untuk didorong ke orbit yang lebih tinggi, dan kemudian melepaskan tenaga itu sebagai cahaya setelah kembali ke orbit asalnya. Sumber tenaga ini dipanggil "pam".
- Laser kecil, seperti pada pemain CD dan DVD dan laser pointer, menggunakan litar elektrik untuk menyediakan arus elektrik ke diod, yang berfungsi sebagai pam.
- Laser karbon dioksida dipam oleh arus elektrik untuk merangsang elektron.
- Laser excimer mendapat tenaga daripada tindak balas kimia.
- Laser yang terbuat dari kristal atau kaca menggunakan sumber cahaya yang kuat seperti lampu arka atau lampu kilat.
Langkah 2. Salurkan tenaga melalui medium penguat
Medium penguat, atau medium laser aktif, menguatkan tenaga yang dikeluarkan oleh pancaran kerana elektron yang dirangsang. Medium penguat boleh menjadi salah satu daripada yang berikut:
- Semikonduktor yang diperbuat daripada bahan seperti gallium arsenide, aluminium gallium arsenide, atau indium gallium arsenide.
- Kristal ruby seperti silinder yang digunakan pada laser pertama yang dibuat oleh Hughes Laboratories. Safir dan delima, serta serat kaca optik, juga telah digunakan. Kaca dan kristal dirawat dengan ion logam nadir bumi.
- Seramik, yang juga diolah dengan ion logam nadir bumi.
- Cecair, biasanya pewarna, walaupun laser inframerah dihasilkan menggunakan gin dan tonik sebagai media penguat. Pencuci mulut gelatin (Jell-O) juga berjaya digunakan sebagai medium pengukuhan.
- Gas, seperti karbon dioksida, nitrogen, wap merkuri, atau campuran helium-neon.
- Tindak balas kimia.
- Lampu sorot elektron.
- Perkara nuklear. Laser uranium pertama dibuat pada bulan November 1960, enam bulan selepas laser ruby pertama dibuat.
Langkah 3. Laraskan cermin untuk menampung cahaya
Cermin, atau resonator, menahan sinar di ruang laser hingga mencapai tahap tenaga yang diinginkan untuk dikeluarkan, baik melalui bukaan kecil di salah satu cermin atau melalui lensa.
- Penyediaan resonator paling mudah, resonator linier, menggunakan dua cermin yang diletakkan saling berhadapan di ruang laser. Tetapan ini menghasilkan satu pancaran cahaya.
- Susunan yang lebih rumit, cincin resonator, menggunakan tiga atau lebih cermin. Susunan ini dapat menghasilkan rasuk tunggal, dengan bantuan pengasing optik, atau balok berganda.
Langkah 4. Gunakan lensa fokus untuk mengarahkan pancaran melalui media penguat
Bersama dengan cermin, lensa membantu memfokuskan dan mengarahkan cahaya sehingga media penguat mendapat cahaya sebanyak mungkin.
Bahagian 2 dari 2: Membuat Laser
Kaedah Satu: Membuat Laser dari Peranti Laser
Langkah 1. Cari kedai yang menjual alat laser
Anda boleh pergi ke kedai elektrik atau mencari di internet untuk "peranti laser", "modul laser" atau "dioda laser". Peranti laser harus merangkumi:
- litar pengawal. (Bahagian ini kadang-kadang dijual secara berasingan dari komponen lain.) Cari litar kawalan yang akan membolehkan anda mengatur amperage.
- Diod laser.
- Kanta, kaca atau plastik, yang boleh disesuaikan. Biasanya, diod dan lensa dikemas bersama dalam tiub kecil. (Komponen ini kadangkala dijual secara berasingan dari litar pengawal.)
Langkah 2. Pasang litar pengawal
Banyak peranti laser memerlukan anda membina litar pengawal anda sendiri. Jenis peranti ini merangkumi papan litar dan bahagian yang berkaitan, dan anda mesti memasangkannya bersama-sama, mengikut skema yang disertakan dengan peranti ini. Walau bagaimanapun, terdapat juga peranti lain yang mempunyai litar kawalan terbina dalam.
- Anda juga boleh merancang litar pengawal sendiri, jika anda mempunyai kepakaran elektronik untuk melakukannya. Litar pengawal LM317 adalah templat yang bagus untuk merancang litar anda sendiri. Pastikan anda menggunakan litar perintang-kapasitor supaya tenaga yang dihasilkan tidak memancarkan denyutan yang berlebihan.
- Setelah membina litar pengawal, uji dengan menyambungkannya ke diod pemancar cahaya (LED). Sekiranya LED tidak menyala dengan segera, sesuaikan potensiometer. Sekiranya masalah berlanjutan, periksa semula litar dan pastikan semua bahagian disambungkan dengan betul.
Langkah 3. Sambungkan litar pengawal dengan diod
Sekiranya anda mempunyai multimeter digital, sambungkannya ke litar untuk memantau arus yang diterima oleh dioda. Sebilangan besar dioda dapat menampung jarak 30-250 miliamper (mA), sementara julat 100-150 mA akan menghasilkan rasuk yang cukup kuat.
Walaupun pancaran yang lebih kuat dari dioda akan menghasilkan laser yang lebih kuat, arus tambahan yang diperlukan untuk membuat rasuk akan membakar dan merosakkan diod dengan lebih cepat
Langkah 4. Sambungkan sumber kuasa (bateri) ke litar pengawal
Diod harus bersinar terang sekarang.
Langkah 5. Laraskan lensa untuk memfokuskan sinar laser
Sekiranya anda ingin menonjolkan dinding, sesuaikannya sehingga muncul tempat terang yang bagus.
Setelah memasang lensa dengan betul, letakkan batang mancis di jalur laser dan sesuaikan lensa sehingga kepala korek mula merokok. Anda juga boleh meletupkan belon atau menebuk lubang di kertas dengan laser
Kaedah Kedua: Membuat Laser dari Diod Terpakai
Langkah 1. Dapatkan penulis DVD atau Blu-Ray terpakai
Cari unit dengan kelajuan tulis 16x atau lebih cepat. Unit ini mempunyai dioda dengan daya output 150 miliwatt (mW) atau lebih besar.
- Penulis DVD mempunyai dioda merah dengan panjang gelombang 650 nanometer (nm).
- Penulis Blu-Ray mempunyai dioda biru dengan panjang gelombang 405 nm.
- Penulis DVD semestinya cukup mampu menulis cakera, walaupun tidak semestinya berjaya. (Dengan kata lain, diod harus tetap berfungsi).
- Jangan gunakan pembaca DVD, penulis CD, atau pembaca CD untuk menggantikan penulis DVD. Pembaca DVD mempunyai diod merah, tetapi tidak sekuat penulis DVD. Diod penulis CD cukup kuat, tetapi memancarkan cahaya dalam jarak inframerah, jadi anda harus mencari balok yang tidak dapat anda lihat.
Langkah 2. Ambil diod dari peranti penulis DVD / Blu-Ray
Balikkan peranti. Terdapat empat atau lebih skru yang mesti dilepaskan sebelum peranti dapat dibuka dan dioda dapat dilepaskan.
- Setelah peranti dibuka, akan ada sepasang bingkai logam yang ditahan di tempatnya dengan skru. Rangka memegang komponen laser. Setelah melepaskan skru, anda boleh melepaskan bingkai dan mengeluarkan komponen laser.
- Diod lebih kecil daripada duit syiling. Dioda mempunyai tiga kaki logam, dan dapat dibungkus dalam lapisan logam, dengan atau tanpa tingkap pelindung yang telus, atau boleh terbuka.
- Anda mesti mengambil diod dari komponen laser. Untuk mempermudah, pertama-tama keluarkan pendingin dari komponen laser sebelum cuba mengeluarkan diod. Sekiranya anda mempunyai tali pergelangan tangan antistatik, pakai semasa mengambil diod.
- Kendalikan diod dengan berhati-hati, lebih berhati-hati jika diod terbuka. Sediakan bekas antistatik untuk menyimpan diod sehingga anda siap mengeluarkan laser.
Langkah 3. Dapatkan lensa fokus
Pancaran diod mesti melalui lensa fokus untuk menghasilkan laser. Anda boleh melakukan ini dengan salah satu daripada dua cara berikut:
- Gunakan kaca pembesar sebagai fokus. Gerakkan kaca pembesar sehingga anda menemui tempat yang tepat untuk menghasilkan sinar laser, dan ini mesti dilakukan setiap kali anda mahu menggunakan laser.
- Dapatkan kit tiub lensa dengan diod laser berkuasa rendah, seperti 5 mW, dan ganti diod dengan diod dari penulis DVD.
Langkah 4. Dapatkan atau bina litar pengawal
Langkah 5. Sambungkan diod ke litar pengawal
Sambungkan plumbum positif diod ke plumbum positif litar pengawal, dan plumbum negatif ke plumbum negatif. Lokasi pin diod berbeza-beza bergantung pada sama ada anda menggunakan dioda merah dari penulis DVD atau dioda biru dari penulis Blu-Ray.
- Pegang diod dengan kaki menghadap ke arah anda, putar sehingga pangkal kaki membentuk segitiga yang menunjuk ke kanan. Pada kedua diod, kaki atas adalah kaki positif.
- Pada diod merah penulis DVD, kaki di tengah, yang membentuk puncak segitiga adalah kaki negatif.
- Pada dioda biru penulis Blu-Ray, kaki bawah adalah kaki negatif.
Langkah 6. Sambungkan sumber kuasa ke litar pengawal
Langkah 7. Laraskan lensa untuk memfokuskan sinar laser
Petua
- Semakin kecil anda memfokuskan sinar laser, semakin kuat lasernya, tetapi ia hanya akan berkesan pada jarak fokus itu. Sekiranya difokuskan pada jarak 1 m, laser hanya berkesan pada jarak 1 m. Apabila anda tidak mahu menggunakan laser, hilangkan fokus lensa sehingga sinar laser mengenai diameter bola pingpong.
- Untuk melindungi peranti laser anda, simpan di dalam wadah, seperti lampu suluh LED atau pemegang bateri, bergantung pada seberapa kecil litar pengawal anda.
Amaran
- Jangan bersinar laser pada permukaan yang memantulkan cahaya. Laser adalah pancaran cahaya dan dapat dipantulkan seperti balok tidak fokus, hanya dengan akibat yang lebih besar.
- Sentiasa pakai kacamata yang khusus untuk panjang gelombang sinar laser yang anda bekerjasama (dalam hal ini, panjang gelombang diod laser). Kacamata laser dihasilkan dalam warna yang menyeimbangkan warna sinar laser: hijau untuk laser merah 650 nm, merah-oren untuk laser biru 405 nm. Jangan gunakan topi keledar pengelasan, cermin mata ribbed, atau cermin mata hitam sebagai ganti kacamata laser.
- Jangan melihat sumber sinar laser atau menyinari laser ke mata orang. Laser kelas IIIb, jenis laser yang dibincangkan dalam artikel ini, boleh merosakkan mata, walaupun dengan penggunaan kaca mata laser. Menyinari sinar laser secara tidak sengaja juga merupakan pelanggaran undang-undang.
