Kata "laser" adalah singkatan dari "penguatan cahaya oleh pancaran radiasi yang dirangsang." Laser pertama, menggunakan silinder ruby berlapis perak sebagai resonator, dikembangkan pada tahun 1960 di Laboratorium Penyelidikan Hughes California. Hari ini, laser digunakan untuk tujuan mulai dari pengukuran hingga membaca data yang dikodkan, dan ada beberapa cara untuk membuat laser, bergantung pada anggaran dan kemahiran anda.
Langkah-langkah
Bahagian 1 dari 2: Memahami Bagaimana Laser Berfungsi
Langkah 1. Membekalkan sumber tenaga
Laser berfungsi, atau "lase," dengan merangsang elektron untuk memancarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu. (Proses ini pertama kali diusulkan pada tahun 1917 oleh Albert Einstein.) Untuk elektron untuk memancarkan cahaya, mereka mesti menyerap tenaga terlebih dahulu untuk menaikkannya ke orbit yang lebih tinggi, kemudian melepaskan tenaga itu sebagai cahaya ketika kembali ke orbit asalnya. Sumber tenaga ini dikenali sebagai "pam."
- Laser kecil, seperti pada pemain CD dan DVD dan laser pointer, menggunakan litar elektronik untuk menyediakan arus elektrik ke dioda, yang berfungsi sebagai pam.
- Laser karbon dioksida dipam dengan pelepasan elektrik untuk membangkitkan elektronnya.
- Laser excimer mendapatkan tenaga mereka daripada tindak balas kimia.
- Laser yang dibina di sekitar kristal atau gelas menggunakan sumber cahaya yang kuat seperti busur atau lampu kilat.
Langkah 2. Salurkan tenaga melalui media penguatan
Medium penguatan, atau medium laser aktif, memperkuat kekuatan cahaya yang dikeluarkan oleh elektron yang dirangsang. Media yang diperoleh boleh menjadi salah satu item berikut:
- Semikonduktor yang diperbuat daripada bahan seperti gallium arsenide, aluminium gallium arsenide, atau indium gallium arsenide.
- Kristal seperti silinder ruby yang digunakan dalam laser Hughes Laboratories. Safir dan garnet juga telah digunakan, seperti serat kaca optik. Gelas dan kristal ini dirawat dengan ion unsur nadir bumi
- Keramik, yang juga telah dirawat dengan ion nadir bumi.
- Cecair, biasanya pewarna, walaupun laser inframerah dihasilkan dengan menggunakan gin dan tonik sebagai media penguatan. Pencuci mulut gelatin (Jell-O) juga telah berjaya digunakan sebagai media perolehan.
- Gas, seperti karbon dioksida, nitrogen, wap merkuri, atau campuran helium-neon.
- Tindak balas kimia.
- Rasuk elektron.
- Bahan nuklear. Laser uranium pertama kali dihasilkan pada bulan November 1960, enam bulan selepas laser ruby pertama.
Langkah 3. Sediakan cermin untuk mengandungi cahaya
Cermin ini, atau resonator, menyimpan cahaya di dalam ruang laser sehingga terbentuk hingga tahap tenaga yang diinginkan untuk dilepaskan, baik melalui bukaan kecil di salah satu cermin atau melalui lensa.
- Penyediaan resonator paling mudah, resonator linier, menggunakan dua cermin yang diletakkan di sisi bertentangan ruang laser. Ia menghasilkan rasuk keluaran tunggal.
- Persediaan yang lebih rumit, cincin resonator, menggunakan tiga atau lebih cermin. Ia boleh membuat rasuk tunggal, dengan bantuan pengasing optik, atau beberapa rasuk.
Langkah 4. Gunakan lensa fokus untuk mengarahkan cahaya melalui media penguatan
Bersama dengan cermin, lensa membantu menumpukan perhatian dan mengarahkan cahaya sehingga media gandaan menerima sebanyak mungkin.
Bahagian 2 dari 2: Membangun Laser
Kaedah Satu: Membina Laser dari Kit
Langkah 1. Cari peruncit
Anda boleh pergi ke kedai elektronik atau mencari "kit laser", "modul laser", atau "dioda laser" dalam talian. Kit laser anda harus merangkumi yang berikut:
- Litar pemandu. (Kadang-kadang ini dijual secara berasingan dari komponen lain.) Cari litar pemacu yang membolehkan anda menyesuaikan arus.
- Diod laser.
- Kanta boleh laras sama ada kaca atau plastik. Biasanya, diod dan lensa dikemas bersama dalam tiub kecil. (Komponen ini kadangkala dijual secara berasingan dari litar pemandu.)
Langkah 2. Pasang litar pemandu
Banyak kit laser memerlukan anda memasang litar pemacu. Kit ini merangkumi papan litar dan bahagian-bahagian yang berkaitan dan memerlukan anda menyoldernya bersama-sama, mengikut skema yang dilampirkan. Kit lain mungkin mempunyai litar yang sudah dipasang.
- Anda juga boleh merancang litar pemandu anda sendiri, jika anda mempunyai kemahiran elektronik untuk melakukannya. Litar pemacu LM317 menyediakan templat yang baik untuk mereka bentuk sendiri. Pastikan anda menggunakan litar resistor-kapasitor (RC) untuk melindungi output kuasa dari lonjakan.
- Setelah memasang litar pemacu, anda boleh mengujinya dengan menyambungkannya ke diod pemancar cahaya (LED). Sekiranya LED tidak menyala dengan segera, sesuaikan potensiometer. Sekiranya itu tidak menyelesaikan masalah, periksa semula litar untuk melihat semuanya tersambung dengan betul.
Langkah 3. Sambungkan litar pemacu ke diod
Sekiranya anda mempunyai multimeter digital, anda boleh memasangkannya ke litar untuk memantau arus penerimaan dioda. Sebilangan besar dioda dapat menampung julat 30 hingga 250 miliamper (mA), sementara julat 100 hingga 150 mA akan menghasilkan sinar yang cukup kuat.
Walaupun pancaran yang lebih kuat dari dioda akan menghasilkan pancaran yang lebih kuat, arus tambahan yang diperlukan untuk menghasilkan pancaran itu akan membakar diod keluar lebih cepat
Langkah 4. Sambungkan sumber kuasa (bateri) ke litar pemacu
Diod kini harus bersinar terang.
Langkah 5. Laraskan lensa untuk memfokuskan sinar laser
Sekiranya anda mengarahkan ke dinding, sesuaikan sehingga titik terang yang indah muncul.
Setelah anda menyesuaikan lensa sejauh ini, letakkan korek api sejajar dengan balok dan sesuaikan lensa sehingga anda melihat kepala korek mula merokok. Anda juga boleh mencuba meletupkan belon atau membakar lubang di kertas
Kaedah Kedua: Membina Laser Dengan Diod yang Ditemui
Langkah 1. Dapatkan penulis DVD atau Blu-Ray lama
Cari unit dengan kelajuan penulisan 16x atau lebih cepat. Unit-unit ini mempunyai diod dengan output daya 150 miliwatt (mW) atau lebih baik.
- Seorang penulis DVD mempunyai dioda merah dengan panjang gelombang 650 nanometer (nm).
- Seorang penulis Blu-Ray mempunyai dioda biru dengan panjang gelombang 405 nm.
- Penulis DVD perlu cukup berfungsi untuk menulis cakera, walaupun tidak semestinya berjaya. (Dengan kata lain, diodnya mesti berfungsi.)
- Jangan ganti pembaca DVD, penulis CD atau pembaca CD dengan penulis DVD. Pembaca DVD mempunyai dioda merah, tetapi tidak sekuat penulis DVD. Dioda penulis CD cukup kuat, tetapi memancarkan cahaya dalam jarak inframerah, menggoda anda untuk mencari sinar yang tidak dapat anda lihat.
Langkah 2. Keluarkan diod darinya
Balikkan pemacu. Anda akan melihat empat atau lebih skru yang perlu anda buka sebelum melepaskan pemacu dan menuai diod.
- Setelah anda memisahkan pemacu, anda akan melihat sepasang rel logam dipegang di tempatnya dengan skru. Ini menyokong pemasangan laser. Apabila melepaskan penutup rel, anda boleh melepaskannya dan mengeluarkan unit laser.
- Diod akan lebih kecil daripada sesen pun. Ia mempunyai tiga pin logam dan mungkin terbungkus jaket logam, dengan atau tanpa tingkap lutsinar pelindung, atau mungkin terkena.
- Anda mesti mencabut diod dari pemasangan laser. Anda mungkin lebih mudah mengeluarkan pendingin dari unit sebelum mencuba mengeluarkan diod. Sekiranya anda mempunyai gelang pergelangan tangan anti-statik, gunakan semasa mengeluarkan diod.
- Tangani diod dengan berhati-hati, lebih-lebih lagi jika itu adalah diod yang terdedah. Anda mungkin ingin mempunyai bekas anti-statik untuk memasukkan diod sehingga anda dapat memasang laser anda.
Langkah 3. Dapatkan lensa fokus
Anda harus melewati pancaran diod melalui lensa fokus untuk menggunakannya sebagai laser. Anda boleh melakukan ini dengan dua cara:
- Gunakan kaca pembesar sebagai fokus. Anda perlu menggerakkan kaca untuk mencari tempat yang tepat untuk menghasilkan sinar laser, dan anda mesti melakukan ini setiap kali anda menggunakan laser.
- Dapatkan diod laser berkuasa rendah, seperti 5 mW, pemasangan tiub lensa dan ganti diod penulis DVD anda dengan diod pemasangan.
Langkah 4. Dapatkan atau pasang litar pemandu
Langkah 5. Sambungkan diod ke litar pemacu
Anda menyambungkan pin positif ke plumbum positif dari litar pemacu dan pin negatif ke plumbum negatif. Lokasi pin berbeza mengikut sama ada anda bekerja dengan diod penulis DVD merah atau diod penulis Blu-Ray biru.
- Pegang diod dengan pin menunjuk ke arah anda, diputar sehingga kepala pin membuat segitiga yang menunjuk ke kanan. Pada kedua dioda, pin di bahagian atas adalah pin positif.
- Pada diod penulis DVD merah, pin paling tengah, yang membentuk puncak segitiga, adalah pin negatif.
- Pada diod penulis Blu-Ray biru, pin bawah adalah pin negatif.
Langkah 6. Sambungkan sumber kuasa ke litar pemandu
Langkah 7. Laraskan lensa untuk memfokuskan sinar laser
Petua
- Semakin kecil anda memusatkan pancaran laser, semakin kuat, tetapi ia hanya akan berkesan pada jarak yang anda fokuskan. Sekiranya anda memusatkan pancaran pada jarak 1 m, ia hanya akan berkesan pada jarak 1 m. Apabila tidak menggunakan laser anda, nyah fokus lensa sehingga sinar yang dihasilkannya berukuran diameter bola pingpong.
- Untuk melindungi laser yang dipasang, anda boleh menyimpannya dalam beberapa jenis casing, seperti lampu suluh LED atau pemegang bateri, bergantung pada seberapa kecil litar pemacu anda.
Amaran
- Jangan bersinar laser pada permukaan pantulan. Laser adalah pancaran cahaya dan dapat dipantulkan sama dengan pancaran cahaya yang tidak fokus, hanya dengan akibat yang lebih besar.
- Sentiasa pakai kacamata yang dinilai untuk panjang gelombang sinar laser yang anda bekerjasama (dalam kes ini, panjang gelombang diod laser). Kacamata laser berada dalam warna pelengkap sinar: hijau untuk laser merah 650 nm, oren-merah untuk laser biru 405 nm. Jangan ganti topeng kimpalan, kaca asap, atau cermin mata hitam untuk kacamata laser.
- Jangan melihat sinar laser atau memancarkannya ke mata orang lain. Laser kelas IIIb, jenis laser yang dijelaskan dalam artikel ini, boleh merosakkan mata, walaupun memakai kacamata laser. Juga tidak wajar menunjuk laser seperti ini tanpa pandang bulu.
