لقد تعلم الإنسان العديد من الاختراعات التقنية من خلال الملاحظة ظاهرة طبيعيةوتحليلها وتطبيق المعرفة المكتسبة في الواقع المحيط. وهكذا اكتسب الإنسان القدرة على إشعال النار، وصنع العجلة، وتعلم توليد الكهرباء، وتمكن من السيطرة على التفاعل النووي.

وخلافا لكل هذه الاختراعات، فإن الليزر ليس له مثيل في الطبيعة. ارتبط ظهورها حصرا بالافتراضات النظرية في إطار الناشئة فيزياء الكم. لقد تم التنبؤ بوجود المبدأ الذي شكل أساس الليزر في بداية القرن العشرين من قبل أعظم العلماء. العالم ألبرتأينشتاين.

ظهرت كلمة "الليزر" نتيجة اختزال خمس كلمات تصف جوهر العملية الفيزيائية إلى الحروف الأولى. في اللغة الروسية، تسمى هذه العملية "تضخيم الضوء عن طريق الانبعاث المحفز".

من خلال مبدأ التشغيل، يعتبر الليزر مولد فوتون كمي. وجوهر الظاهرة التي تقوم عليها هو أن الذرة، تحت تأثير طاقة على شكل فوتون، تبعث فوتونًا آخر مطابقًا للأول في اتجاه الحركة وطورها واستقطابها. ونتيجة لذلك، يتم تعزيز الضوء المنبعث.

هذه الظاهرة مستحيلة في ظل ظروف التوازن الديناميكي الحراري. لإنشاء استخدام الإشعاع المحفز طرق مختلفة: الكهربائية والكيميائية والغاز وغيرها. الليزر المستخدم في الظروف المعيشية(محركات الأقراص الليزرية، طابعات الليزر). طريقة أشباه الموصلاتتحفيز الإشعاع تحت التأثير التيار الكهربائي.

مبدأ التشغيل هو تمرير تدفق الهواء عبر المدفأة إلى أنبوب مسدس الهواء الساخن، وبعد الوصول إليه ضبط درجات الحرارة، من خلال المرور عبر فوهات خاصة إلى الجزء الذي يتم لحامه.

إذا حدث خلل العاكس لحاميمكنك إصلاحه بنفسك. يمكن قراءة نصائح الإصلاح.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن المكون الضروري لأي ليزر كامل هو مرنان بصريوظيفتها تضخيم شعاع الضوء عن طريق عكسه عدة مرات. ولهذا الغرض، تستخدم أنظمة الليزر المرايا.

يجب أن يقال أن إنشاء ليزر قوي حقيقي بيديك في المنزل أمر غير واقعي. للقيام بذلك، يجب أن يكون لديك معرفة خاصة، وإجراء حسابات معقدة، ولديك قاعدة مادية وتقنية جيدة.

على سبيل المثال، آلات الليزر التي يمكنها قطع المعادن تصبح ساخنة للغاية وتتطلب إجراءات تبريد شديدة، بما في ذلك استخدام النيتروجين السائل. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأجهزة التي تعمل على أساس مبدأ الكم متقلبة للغاية، وتتطلب ضبط دقيق ولا تتسامح حتى مع أدنى انحرافات عن المعلمات المطلوبة.

المكونات المطلوبة للتجميع

لتجميع دائرة ليزر بيديك سوف تحتاج إلى:

• DVD-ROM مع وظيفة إعادة الكتابة (RW). يحتوي على ديود ليزر أحمر بقوة 300 ميجاوات. يمكنك استخدام ثنائيات الليزر من BLU-RAY-ROM-RW - فهي تنبعث منها ضوء بنفسجي بقوة 150 ميجاوات. ولأغراضنا، فإن أفضل ROM هي تلك التي تتمتع بسرعات كتابة أعلى: فهي أقوى.
• نبض NCP1529. ينتج المحول تيارًا قدره 1A، ويعمل على استقرار الجهد في حدود 0.9-3.9 فولت. تعتبر هذه المؤشرات مثالية لصمام الليزر الثنائي الخاص بنا، والذي يتطلب جهدًا ثابتًا يبلغ 3 فولت.
• Collimator للحصول على شعاع متساوي من الضوء. هناك الآن العديد من وحدات الليزر المعروضة للبيع من مختلف الشركات المصنعة، بما في ذلك الموازاء.
• عدسة الإخراج من ROM.
• مسكن، على سبيل المثال، من مؤشر ليزر أو مصباح يدوي.
• الأسلاك.
• البطاريات 3.6 فولت.

لتوصيل الأجزاء التي ستحتاجها. وبالإضافة إلى ذلك، سوف تحتاج إلى مفك البراغي وملقط.

كيفية صنع الليزر من محرك الأقراص؟

يتكون إجراء التجميع لليزر البسيط من الخطوات التالية.

ليس من الصعب على الإطلاق القيام به. الفرق هو في عدد جهات الاتصال. في التبديل التمريري، على عكس الطريقة البسيطة، ثلاث جهات اتصال بدلاً من اثنتين.

بهذه الطريقة يمكنك تجميع أبسط ليزر. ما الذي يمكن أن يفعله "مضخم الضوء" محلي الصنع:

• أشعل عود ثقاب من مسافة بعيدة.
• تذوب الأكياس البلاستيكية والمناديل الورقية.
• تنبعث شعاع على مسافة أكثر من 100 متر.

يعد هذا الليزر خطيرًا: فهو لن يحرق الجلد أو الملابس، ولكنه يمكن أن يلحق الضرر بالعينين.

لذلك، تحتاج إلى استخدام مثل هذا الجهاز بعناية: لا تسلطه على الأسطح العاكسة (المرايا والزجاج والعاكسات) وبشكل عام كن حذرًا للغاية - يمكن أن يسبب الشعاع ضررًا إذا أصاب العين حتى من مسافة مائة متر .

الليزر DIY على الفيديو

سنتحدث اليوم عن كيفية صنع ليزر أخضر أو ​​​​أزرق قوي بنفسك في المنزل من المواد المرتجلة بيديك. سننظر أيضًا في الرسومات والمخططات وتصميم مؤشرات الليزر محلية الصنع ذات شعاع مشتعل ومدى يصل إلى 20 كم

أساس جهاز الليزر هو مولد الكم البصري، الذي يستخدم الطاقة الكهربائية أو الحرارية أو الكيميائية أو غيرها من الطاقة، ينتج شعاع ليزر.

تعتمد عملية الليزر على ظاهرة الإشعاع القسري (المستحث). يمكن أن يكون إشعاع الليزر مستمرًا، بقدرة ثابتة، أو نابضًا، ويصل إلى قوى ذروة عالية للغاية. وجوهر الظاهرة هو أن الذرة المثارة قادرة على انبعاث فوتون تحت تأثير فوتون آخر دون امتصاصه، إذا كانت طاقة الأخير تساوي الفرق في طاقات مستويات الذرة قبل وبعد إشعاع. وفي هذه الحالة يكون الفوتون المنبعث متماسكًا مع الفوتون المسبب للإشعاع، أي أنه نسخته الدقيقة. بهذه الطريقة يتم تضخيم الضوء. وتختلف هذه الظاهرة عن الإشعاع التلقائي، حيث يكون للفوتونات المنبعثة اتجاهات انتشار واستقطاب وطور عشوائي
إن احتمال أن يتسبب الفوتون العشوائي في انبعاث محفز من ذرة مثارة يساوي تمامًا احتمال امتصاص هذا الفوتون بواسطة ذرة في حالة غير مثارة. لذلك، لتضخيم الضوء، من الضروري أن يكون هناك ذرات مثارة في الوسط أكثر من الذرات غير المثارة. وفي حالة التوازن لا يتحقق هذا الشرط، لذلك نستخدم أنظمة مختلفةضخ وسط الليزر النشط (البصري والكهربائي والكيميائي وما إلى ذلك). في بعض المخططات، يتم استخدام عنصر العمل بالليزر كمضخم بصري للإشعاع من مصدر آخر.

لا يوجد تدفق خارجي للفوتونات في المولد الكمي؛ حيث يتم إنشاء مجتمع معكوس بداخله باستخدام مصادر متعددةضخ. اعتمادًا على المصادر، هناك طرق ضخ مختلفة:
بصري - مصباح فلاش قوي.
تصريف الغاز في مادة العمل (الوسط النشط)؛
حقن (نقل) الناقلات الحالية في أشباه الموصلات في المنطقة
التحولات ف ن.
الإثارة الإلكترونية (تشعيع أشباه الموصلات النقية في الفراغ بتدفق الإلكترونات) ؛
حراري (تسخين الغاز يليه تبريد سريع؛
الكيميائية (استخدام الطاقة التفاعلات الكيميائية) وبعض الآخرين.

المصدر الأساسي للتوليد هو عملية الانبعاث التلقائي، لذلك، لضمان استمرارية أجيال الفوتونات، من الضروري وجود ردود فعل إيجابية، بسبب أن الفوتونات المنبعثة تسبب أعمال لاحقة من الانبعاث المستحث. وللقيام بذلك، يتم وضع وسط الليزر النشط في التجويف البصري. في أبسط الحالات، يتكون من مرآتين، إحداهما شفافة - من خلالها يخرج شعاع الليزر جزئيًا من الرنان.

ينعكس شعاع الإشعاع من المرايا بشكل متكرر عبر الرنان، مما يسبب التحولات المستحثة فيه. يمكن أن يكون الإشعاع مستمرًا أو نابضًا. في الوقت نفسه، باستخدام أجهزة مختلفة لإيقاف تشغيل التغذية المرتدة بسرعة وبالتالي تقليل فترة النبضات، من الممكن تهيئة الظروف لتوليد إشعاع ذو طاقة عالية جدًا - وهذا ما يسمى بالنبضات العملاقة. يُسمى هذا الوضع من تشغيل الليزر بوضع Q-switched.
شعاع الليزر عبارة عن تدفق ضوئي متماسك وأحادي اللون ومستقطب وموجه بشكل ضيق. باختصار، هذا شعاع من الضوء المنبعث ليس فقط من مصادر متزامنة، ولكن أيضًا في نطاق ضيق جدًا، وبشكل اتجاهي. نوع من تدفق الضوء المركز للغاية.

الإشعاع الناتج عن الليزر أحادي اللون، واحتمال انبعاث فوتون بطول موجي معين أكبر من احتمال انبعاث فوتون قريب، ويرتبط بتوسيع الخط الطيفي، كما أن احتمال التحولات المستحثة عند هذا التردد له أيضًا كحد أقصى. لذلك، تدريجيًا خلال عملية التوليد، ستهيمن الفوتونات ذات الطول الموجي المحدد على جميع الفوتونات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا للترتيب الخاص للمرايا، يتم الاحتفاظ فقط بالفوتونات التي تنتشر في اتجاه موازٍ للمحور البصري للمرنان على مسافة قصيرة منه في شعاع الليزر، وتترك الفوتونات المتبقية حجم المرنان بسرعة. وبالتالي فإن شعاع الليزر له زاوية انحراف صغيرة جدًا. وأخيرا، فإن شعاع الليزر لديه استقطاب محدد بدقة. للقيام بذلك، يتم إدخال مستقطبات مختلفة في الرنان، على سبيل المثال، يمكن أن تكون عبارة عن ألواح زجاجية مسطحة مثبتة بزاوية بروستر في اتجاه انتشار شعاع الليزر.

يعتمد الطول الموجي العامل لليزر، بالإضافة إلى الخصائص الأخرى، على نوع سائل العمل المستخدم في الليزر. يتم "ضخ" مائع العمل بالطاقة للحصول على تأثير انقلاب مجموعة الإلكترونات، مما يؤدي إلى انبعاث محفز للفوتونات وتأثير التضخيم البصري. أبسط شكليتكون المرنان البصري من مرآتين متوازيتين (يمكن أن يكون هناك أيضًا أربعة أو أكثر) يقعان حول سائل عمل الليزر. ينعكس الإشعاع المحفز لسائل العمل مرة أخرى بواسطة المرايا ويتم تضخيمه مرة أخرى. يمكن أن تنعكس الموجة عدة مرات قبل أن تخرج.

لذلك، دعونا نصوغ بإيجاز الشروط اللازمة لإنشاء مصدر للضوء المتماسك:

أنت بحاجة إلى مادة عاملة مع السكان المقلوبين. عندها فقط يمكن تحقيق تضخيم الضوء من خلال التحولات القسرية؛
يجب وضع مادة العمل بين المرايا التي توفر التغذية الراجعة؛
الكسب الناتج عن المادة العاملة، وهو ما يعني أن عدد الذرات أو الجزيئات المثارة في المادة العاملة يجب أن يكون أكبر من قيمة العتبة اعتمادًا على معامل الانعكاس للمرآة الناتجة.

يمكن استخدام الأنواع التالية من سوائل العمل في تصميم الليزر:

سائل. يتم استخدامه كسائل عمل، على سبيل المثال، في صبغ الليزر. يشمل: مذيب عضوي(الميثانول أو الإيثانول أو جلايكول الإيثيلين) حيث تذوب الأصباغ الكيميائية (الكومارين أو الرودامين). يتم تحديد الطول الموجي التشغيلي لليزر السائل من خلال تكوين جزيئات الصبغة المستخدمة.

غازات. بخاصة، ثاني أكسيد الكربونأو الأرجون أو الكريبتون أو مخاليط الغازكما هو الحال في ليزر الهليوم والنيون. غالبًا ما يتم "ضخ" طاقة هذه الليزرات باستخدام التفريغ الكهربائي.
المواد الصلبة (البلورات والنظارات). يتم تنشيط (مخدر) المادة الصلبة لمثل هذه السوائل العاملة بإضافة كمية صغيرة من أيونات الكروم أو النيوديميوم أو الإربيوم أو التيتانيوم. البلورات الشائعة المستخدمة هي عقيق الألومنيوم الإيتريوم، فلوريد الإيتريوم الليثيوم، الياقوت (أكسيد الألومنيوم)، وزجاج السيليكات. عادةً ما يتم "ضخ" ليزر الحالة الصلبة بواسطة مصباح فلاش أو ليزر آخر.

أشباه الموصلات. مادة يمكن أن يكون فيها انتقال الإلكترونات بين مستويات الطاقة مصحوبًا بالإشعاع. ليزر أشباه الموصلات مضغوط جدًا ويتم "ضخه" بواسطة تيار كهربائي، مما يسمح باستخدامه في الأجهزة الاستهلاكية مثل مشغلات الأقراص المضغوطة.

لتحويل مكبر الصوت إلى مذبذب، من الضروري تنظيم ردود الفعل. ويتم ذلك في الليزر عن طريق وضع المادة الفعالة بين الأسطح العاكسة (المرايا)، وتشكيل ما يسمى بـ “الرنان المفتوح” نظرًا لأن جزءًا من الطاقة المنبعثة من المادة الفعالة ينعكس من المرايا ويعود مرة أخرى إلى المادة الفعالة

يستخدم الليزر الرنانات الضوئية أنواع مختلفة- مع المرايا المسطحة، الكروية، مجموعات من المسطحة والكروية، إلخ. في الرنانات الضوئية التي توفر ردود فعل في الليزر، يمكن إثارة أنواع معينة فقط من تذبذبات المجال الكهرومغناطيسي، والتي تسمى التذبذبات الطبيعية أو أوضاع الرنان.

وتتميز الأنماط بالتردد والشكل، أي التوزيع المكاني للاهتزازات. في الرنان ذي المرايا المسطحة، تكون أنواع التذبذبات المقابلة للموجات المستوية التي تنتشر على طول محور الرنان متحمسة في الغالب. يتردد صدى نظام المرآتين المتوازيتين فقط عند ترددات معينة - وفي الليزر يلعب أيضًا الدور الذي تلعبه الدائرة التذبذبية في المولدات التقليدية منخفضة التردد.

يعد استخدام مرنان مفتوح (وليس مغلقًا - تجويف معدني مغلق - سمة من سمات نطاق الموجات الدقيقة) أمرًا أساسيًا، لأنه في النطاق البصري يوجد مرنان بأبعاد L = ? (L هو الحجم المميز للمرنان، ? هو الطول الموجي) ببساطة لا يمكن تصنيعه، وعند L >> ? يفقد الرنان المغلق خصائص الرنين الخاصة به بسبب العدد الأنواع الممكنةتصبح التذبذبات كبيرة جدًا بحيث تتداخل.

يؤدي عدم وجود جدران جانبية إلى تقليل عدد أنواع التذبذبات (الأوضاع) المحتملة بشكل كبير نظرًا لحقيقة أن الموجات التي تنتشر بزاوية على محور الرنان تتجاوز حدودها بسرعة، وتسمح لك بالحفاظ على خصائص الرنين عند L >> ؟. ومع ذلك، فإن المرنان الموجود في الليزر لا يوفر فقط ردود فعل عن طريق إعادة الإشعاع المنعكس من المرايا إلى المادة الفعالة، ولكنه يحدد أيضًا طيف إشعاع الليزر وخصائص طاقته واتجاه الإشعاع.
في أبسط تقريب للموجة المستوية، شرط الرنين في مرنان ذي مرايا مسطحة هو أن يكون هناك عدد صحيح من أنصاف الموجات يتناسب مع طول الرنان: L=q(?/2) (q هو عدد صحيح) مما يؤدي إلى تعبير عن تردد نوع التذبذب بالمؤشر q: ?q=q(C/2L). ونتيجة لذلك، فإن طيف إشعاع الضوء، كقاعدة عامة، هو عبارة عن مجموعة من الخطوط الطيفية الضيقة، الفترات بينها متطابقة وتساوي c/2L. يعتمد عدد الخطوط (المكونات) لطول معين L على خصائص الوسط النشط، أي على طيف الانبعاث التلقائي عند الانتقال الكمي المستخدم ويمكن أن يصل إلى عدة عشرات ومئات. في ظل ظروف معينة، اتضح أنه من الممكن عزل مكون طيفي واحد، أي تنفيذ نظام ليزر أحادي الوضع. يتم تحديد العرض الطيفي لكل مكون من خلال فقدان الطاقة في الرنان، وقبل كل شيء، من خلال نقل وامتصاص الضوء بواسطة المرايا.

ملف تعريف التردد للكسب في مادة العمل (يتم تحديده من خلال عرض وشكل خط مادة العمل) ومجموعة الترددات الطبيعية للرنان المفتوح. بالنسبة للرنانات المفتوحة ذات عامل الجودة العالي المستخدم في الليزر، فإن نطاق تمرير الرنان ??p، الذي يحدد عرض منحنيات الرنين للأنماط الفردية، وحتى المسافة بين الأوضاع المجاورة ??h يتبين أنها أقل من عرض خط الكسب ح، وحتى في الليزر الغازي، حيث يكون اتساع الخط هو الأصغر. لذلك، تدخل عدة أنواع من تذبذبات الرنان إلى دائرة التضخيم.

وبالتالي، فإن الليزر لا يولد بالضرورة بتردد واحد في كثير من الأحيان، بل على العكس من ذلك، يحدث التوليد في وقت واحد عند عدة أنواع من الاهتزازات، ما هو المكسب؟ المزيد من الخسائر في الرنان. لكي يعمل الليزر بتردد واحد (في وضع التردد الواحد)، من الضروري، كقاعدة عامة، اتخاذ تدابير خاصة (على سبيل المثال، زيادة الخسائر، كما هو مبين في الشكل 3) أو تغيير المسافة بين المرايا بحيث يدخل واحد فقط في دائرة الكسب. نظرًا لأنه في البصريات، كما هو مذكور أعلاه، يتم تحديد ?h > ?p وتردد التوليد في الليزر بشكل أساسي من خلال تردد الرنان، ومن أجل الحفاظ على استقرار تردد التوليد، فمن الضروري تثبيت الرنان. لذلك، إذا كان الكسب في مادة العمل يغطي الخسائر في مرنان لأنواع معينة من التذبذبات، يحدث توليد عليها. إن بذرة حدوثها، كما هو الحال في أي مولد، هي الضوضاء، والتي تمثل انبعاثًا عفويًا في أشعة الليزر.
لكي ينبعث الوسط النشط ضوءًا أحادي اللون متماسكًا، من الضروري تقديم ردود فعل، أي يتم توجيه جزء من تدفق الضوء المنبعث من هذا الوسيط مرة أخرى إلى الوسط لإنتاج انبعاث محفز. إيجابي تعليقيتم تنفيذه باستخدام مرنانات بصرية، وهي في الإصدار الأولي عبارة عن مرآتين متحدتي المحور (متوازيتين وعلى طول نفس المحور)، إحداهما شفافة والأخرى "صماء"، أي تعكس تدفق الضوء تمامًا. يتم وضع المادة العاملة (الوسط النشط)، التي يتم فيها إنشاء مجتمع معكوس، بين المرايا. يمر الإشعاع المحفز عبر الوسط النشط، ويتم تضخيمه، وينعكس من المرآة، ويمر عبر الوسط مرة أخرى ويتم تضخيمه بشكل أكبر. ومن خلال مرآة شفافة، ينبعث جزء من الإشعاع إلى البيئة الخارجية، وينعكس جزء آخر مرة أخرى إلى البيئة ويتضخم مرة أخرى. في ظل ظروف معينة، سيبدأ تدفق الفوتونات داخل المادة العاملة في الزيادة مثل الانهيار الجليدي، وسيبدأ توليد ضوء متماسك أحادي اللون.

مبدأ تشغيل المرنان البصري، العدد السائد من جزيئات المادة العاملة، ممثلة بدوائر مفتوحة، موجود في الحالة الأرضية، أي عند مستوى الطاقة الأدنى. فقط لا عدد كبير منتكون الجسيمات، الممثلة بدوائر سوداء، في حالة إثارة إلكترونيًا. عندما تتعرض المادة العاملة لمصدر ضخ، فإن غالبية الجزيئات تدخل في حالة مثارة (زاد عدد الهالات السوداء)، ويتم إنشاء مجتمع معكوس. يحدث بعد ذلك (الشكل 2 ج) انبعاث تلقائي لبعض الجسيمات التي تحدث في حالة متحمسة إلكترونيًا. الإشعاع الموجه بزاوية على محور الرنان سيترك المادة العاملة والمرنان. سوف يقترب الإشعاع الموجه على طول محور الرنان سطح المرآة.

بالنسبة للمرآة الشفافة، سيمر جزء من الإشعاع من خلالها إلى داخلها بيئة، وسوف ينعكس جزء منه ويوجه مرة أخرى إلى المادة العاملة، مما يؤدي إلى إشراك الجزيئات في حالة مثارة في عملية الانبعاث المحفز.

في المرآة "الصم"، سوف ينعكس التدفق الإشعاعي بالكامل ويمر مرة أخرى عبر المادة العاملة، مما يؤدي إلى إشعاع من جميع الجزيئات المثارة المتبقية، وهو ما يعكس الوضع عندما تتخلى جميع الجزيئات المثارة عن طاقتها المخزنة، وعند إخراج الرنان، على جانب المرآة الشفافة، تم تشكيل تدفق قوي للإشعاع المستحث.

أساسي العناصر الهيكليةيشتمل الليزر على مادة عاملة ذات مستويات طاقة معينة للذرات والجزيئات المكونة لها، ومصدر مضخة يخلق مجموعة عكسية في المادة العاملة، ومرنانًا بصريًا. يوجد عدد كبير من أجهزة الليزر المختلفة، لكن جميعها لها نفس الرسم التخطيطي البسيط للجهاز، والذي يظهر في الشكل. 3.

الاستثناء هو ليزر أشباه الموصلات نظرًا لخصائصه، حيث أن كل شيء يتعلق به خاص: فيزياء العمليات وطرق الضخ والتصميم. أشباه الموصلات هي تكوينات بلورية. في الذرة الفردية، تأخذ طاقة الإلكترون قيمًا منفصلة محددة بدقة، وبالتالي يتم وصف حالات طاقة الإلكترون في الذرة بلغة المستويات. في بلورة أشباه الموصلات، تشكل مستويات الطاقة نطاقات طاقة. في شبه الموصل النقي الذي لا يحتوي على أي شوائب، يوجد نطاقان: ما يسمى بنطاق التكافؤ ونطاق التوصيل الموجود فوقه (على مقياس الطاقة).

بينهما هناك فجوة من قيم الطاقة المحرمة، والتي تسمى فجوة النطاق. عند درجة حرارة أشباه الموصلات تساوي الصفر المطلق، يجب أن يكون نطاق التكافؤ مملوءًا بالكامل بالإلكترونات، ويجب أن يكون نطاق التوصيل فارغًا. في الظروف الحقيقية تكون درجة الحرارة أعلى دائمًا الصفر المطلق. لكن ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى إثارة حرارية للإلكترونات، حيث يقفز بعضها من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل.

ونتيجة لهذه العملية، يظهر عدد معين (صغير نسبيًا) من الإلكترونات في نطاق التوصيل، وسيكون هناك عدد مماثل من الإلكترونات مفقودًا في نطاق التكافؤ حتى يتم ملؤه بالكامل. يتم تمثيل الإلكترون الشاغر في نطاق التكافؤ بواسطة جسيم موجب الشحنة، وهو ما يسمى الثقب. يعتبر الانتقال الكمي للإلكترون عبر فجوة النطاق من الأسفل إلى الأعلى بمثابة عملية توليد زوج من ثقب الإلكترون، حيث تتركز الإلكترونات عند الحافة السفلية لنطاق التوصيل، والثقوب عند الحافة العليا لنطاق التكافؤ. الانتقالات عبر المنطقة المحظورة ممكنة ليس فقط من الأسفل إلى الأعلى، ولكن أيضًا من الأعلى إلى الأسفل. وتسمى هذه العملية إعادة تركيب ثقب الإلكترون.

عندما يتم تشعيع شبه موصل نقي بالضوء الذي تتجاوز طاقة فوتونه فجوة النطاق قليلاً، يمكن أن تحدث ثلاثة أنواع من تفاعل الضوء مع المادة في بلورة أشباه الموصلات: الامتصاص، والانبعاث التلقائي، وانبعاث الضوء المحفز. النوع الأول من التفاعل ممكن عندما يتم امتصاص الفوتون بواسطة إلكترون يقع بالقرب من الحافة العلوية لنطاق التكافؤ. في هذه الحالة، ستصبح قوة طاقة الإلكترون كافية للتغلب على فجوة النطاق، وستحدث انتقالًا كميًا إلى نطاق التوصيل. يكون الانبعاث التلقائي للضوء ممكنًا عندما يعود الإلكترون تلقائيًا من نطاق التوصيل إلى نطاق التكافؤ مع انبعاث كمية الطاقة - الفوتون. يمكن للإشعاع الخارجي أن يبدأ الانتقال إلى نطاق التكافؤ للإلكترون الموجود بالقرب من الحافة السفلية لنطاق التوصيل. وستكون نتيجة هذا النوع الثالث من تفاعل الضوء مع المادة شبه الموصلة ولادة فوتون ثانوي، مطابق في معلماته واتجاه حركته للفوتون الذي بدأ التحول.

لتوليد إشعاع الليزر، من الضروري إنشاء مجموعة عكسية من "مستويات العمل" في شبه الموصل - لإنشاء تركيز عالٍ بما فيه الكفاية من الإلكترونات عند الحافة السفلية لنطاق التوصيل وتركيز عالٍ مماثل من الثقوب عند حافة النطاق. نطاق التكافؤ. ولهذه الأغراض، عادةً ما يتم ضخ أشعة الليزر شبه الموصلة النقية بواسطة تدفق الإلكترونات.

المرايا الرنانة عبارة عن حواف مصقولة من بلورات أشباه الموصلات. عيب هذا النوع من الليزر هو أن العديد من المواد شبه الموصلة تولد إشعاع ليزر بمستويات عالية فقط درجات الحرارة المنخفضة، وقصف بلورات أشباه الموصلات بتيار من الإلكترونات يؤدي إلى تسخينها بشكل كبير. وهذا يتطلب أجهزة تبريد إضافية، مما يعقد تصميم الجهاز ويزيد من أبعاده.

تختلف خصائص أشباه الموصلات التي تحتوي على شوائب بشكل كبير عن خصائص أشباه الموصلات النقية التي لا تحتوي على شوائب. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن ذرات بعض الشوائب تتبرع بسهولة بأحد إلكتروناتها إلى نطاق التوصيل. تسمى هذه الشوائب الشوائب المانحة، ويسمى شبه الموصل الذي يحتوي على مثل هذه الشوائب أشباه الموصلات n. على العكس من ذلك، تلتقط ذرات الشوائب الأخرى إلكترونًا واحدًا من نطاق التكافؤ، وتكون هذه الشوائب متقبلة، وأشباه الموصلات التي تحتوي على مثل هذه الشوائب هي أشباه الموصلات p. يقع مستوى الطاقة لذرات الشوائب داخل فجوة النطاق: بالنسبة لأشباه الموصلات n - بالقرب من الحافة السفلية لنطاق التوصيل، بالنسبة لأشباه الموصلات / - بالقرب من الحافة العلوية لنطاق التكافؤ.

إذا قمت بإنشائها في هذا المجال الجهد الكهربائيبحيث يكون على جانب أشباه الموصلات p قطب موجب، وعلى جانب أشباه الموصلات n يوجد قطب سلبي، ثم تحت تأثير المجال الكهربائي إلكترونات من أشباه الموصلات n والثقوب من / ^ - سوف ينتقل (حقن) أشباه الموصلات إلى منطقة ص-ص- انتقال.

عندما تتحد الإلكترونات والثقوب مرة أخرى، تنبعث الفوتونات، وفي وجود مرنان بصري، يمكن توليد إشعاع الليزر.

مرايا الرنان البصري عبارة عن حواف مصقولة من بلورة أشباه الموصلات، موجهة بشكل عمودي طائرة بي ن- انتقال. مثل هذه الليزرات مصغرة، حيث يمكن أن يصل حجم العنصر النشط لأشباه الموصلات إلى حوالي 1 مم.

اعتمادا على الخاصية قيد النظر، يتم تقسيم جميع أجهزة الليزر على النحو التالي).

العلامة الأولى. من المعتاد التمييز بين مكبرات الصوت والمولدات الليزرية. في مكبرات الصوت، يتم توفير إشعاع ليزر ضعيف عند الإدخال، ويتم تضخيمه بشكل مماثل عند الإخراج. لا يوجد إشعاع خارجي في المولدات، بل ينشأ في المادة العاملة بسبب إثارةها باستخدام مصادر المضخات المختلفة. جميع أجهزة الليزر الطبية عبارة عن مولدات.

العلامة الثانية هي الحالة المادية للمادة العاملة. وفقًا لهذا، يتم تقسيم الليزر إلى الحالة الصلبة (الياقوت والياقوت وما إلى ذلك)، والغاز (الهيليوم النيون والهيليوم والكادميوم والأرجون وثاني أكسيد الكربون وما إلى ذلك)، والسائل (السائل العازل مع ذرات الشوائب العاملة النادرة). المعادن الأرضية) وأشباه الموصلات (زرنيخيد - الغاليوم، فوسفيد زرنيخيد الغاليوم، سيلينيد الرصاص، وما إلى ذلك).

طريقة إثارة المادة العاملة هي السمة المميزة الثالثة لليزر. اعتمادا على مصدر الإثارة، يتم تمييز الليزر: ضخ بصري، ضخ تفريغ الغاز، الإثارة الإلكترونية، حقن ناقلات الشحنة، ضخ حراريا، ضخ كيميائيا، والبعض الآخر.

طيف انبعاث الليزر هو ميزة التصنيف التالية. إذا تركز الإشعاع في نطاق ضيق من الأطوال الموجية، فإن الليزر يعتبر أحادي اللون وتشير بياناته الفنية إلى طول موجي محدد؛ إذا كان في نطاق واسع، فيجب اعتبار الليزر واسع النطاق ويتم الإشارة إلى نطاق الطول الموجي.

بناءً على طبيعة الطاقة المنبعثة، يتم التمييز بين الليزر النبضي والليزر ذو الإشعاع المستمر. لا ينبغي الخلط بين مفهومي الليزر النبضي والليزر مع تعديل تردد الإشعاع المستمر، لأننا في الحالة الثانية نتلقى بشكل أساسي إشعاعًا متقطعًا بترددات مختلفة. تتمتع أجهزة الليزر النبضية بقدرة عالية في نبضة واحدة، تصل إلى 10 واط، في حين أن متوسط ​​قوة النبض، التي تحددها الصيغ المقابلة، صغير نسبيًا. بالنسبة لأشعة الليزر ذات التردد المستمر، تكون طاقة ما يسمى بالنبض أقل من قوة الإشعاع المستمر.

بناءً على متوسط ​​طاقة خرج الإشعاع (ميزة التصنيف التالية)، ينقسم الليزر إلى:

· الطاقة العالية (كثافة تدفق الطاقة الإشعاعية المتولدة على سطح جسم ما أو جسم بيولوجي تزيد عن 10 وات/سم2)؛

· الطاقة المتوسطة (كثافة تدفق الطاقة الإشعاعية المولدة - من 0.4 إلى 10 واط / سم 2) ؛

· منخفضة الطاقة (كثافة تدفق الطاقة الإشعاعية المتولدة أقل من 0.4 وات/سم2).

· لينة (تشعيع الطاقة المولدة - E أو كثافة تدفق الطاقة على السطح المشعع - ما يصل إلى 4 ميجاوات/سم2)؛

· المتوسط ​​(E - من 4 إلى 30 ميجاوات/سم2)؛

· الصلبة (E – أكثر من 30 ميجاوات/سم2).

وفقا لل " المعايير الصحيةوقواعد تصميم وتشغيل أجهزة الليزر رقم 5804-91"، حسب درجة خطورة الإشعاع المتولد على العاملين، وينقسم الليزر إلى أربع فئات.

تشمل أجهزة الليزر من الدرجة الأولى ما يلي: الأجهزة التقنية، والإشعاع الموازي (المحاط بزاوية صلبة محدودة) الذي لا يشكل خطراً عند تشعيع عيون الإنسان وجلده.

أجهزة الليزر من الدرجة الثانية هي أجهزة يشكل إشعاعها الناتج خطراً عند تشعيع العيون بالإشعاع المباشر والمنعكس بشكل مرآوي.

الليزر من الدرجة الثالثة عبارة عن أجهزة يشكل إشعاعها الناتج خطرًا عند تشعيع العيون بالإشعاع المنعكس المباشر والمنعكس، وكذلك الإشعاع المنعكس المنتشر على مسافة 10 سم من سطح عاكس منتشر، و (أو) عند تشعيع الجلد بـ الإشعاع المباشر والمنعكس.

أجهزة الليزر من الفئة 4 هي أجهزة يشكل إشعاعها الناتج خطرًا عندما يتم تشعيع الجلد بإشعاع منعكس منتشر على مسافة 10 سم من سطح عاكس منتشر.

ستكون أداة القطع بالليزر التي تصنعها بنفسك مفيدة في كل منزل.

وبطبيعة الحال، لن يتمكن الجهاز محلي الصنع من اكتساب القوة الأكبر التي تتمتع بها الأجهزة الصناعية، ولكن لا يزال بإمكانك الحصول على بعض الفوائد منه في الحياة اليومية.

والشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أنه يمكنك صنع أداة قطع بالليزر باستخدام عناصر قديمة غير ضرورية.

على سبيل المثال، اصنعها بنفسك جهاز ليزراستخدام مؤشر ليزر قديم سيسمح بذلك.

لكي تتقدم عملية إنشاء القاطع في أسرع وقت ممكن، تحتاج إلى إعداد العناصر والأدوات التالية:

• مؤشر نوع الليزر.
• مصباح يدوي يعمل بالبطارية؛
• ناسخ أقراص CD/DVD-RW قديم قد يكون معطلاً - ستحتاج إلى محرك أقراص مزود بالليزر؛
• مكواة لحام كهربائية ومجموعة من المفكات.

تبدأ عملية صنع القاطع بيديك بتفكيك محرك الأقراص، حيث تحتاج إلى إزالة الجهاز.

يجب أن يتم الاستخراج بعناية قدر الإمكان، ويجب عليك التحلي بالصبر واليقظة. يحتوي الجهاز على العديد من الأسلاك المختلفة بنفس البنية تقريبًا.

الاختيار مشغل اسطوانات فيديو رقمية، عليك أن تأخذ في الاعتبار أنها تكتب، لأن هذا هو الخيار الذي يسمح لك بتدوين الملاحظات باستخدام الليزر.

تتم الكتابة عن طريق تبخير طبقة رقيقة من المعدن من القرص.

أثناء عملية القراءة، يعمل الليزر بنصف طاقته الفنية، مما يضيء القرص قليلاً.

أثناء عملية تفكيك القفل العلوي، ستسقط العين على عربة بالليزر يمكنها التحرك في عدة اتجاهات.

يجب إزالة الحامل بعناية وإزالة الموصلات والمسامير بعناية.

ثم يمكنك البدء في إزالة الصمام الثنائي الأحمر الذي يحرق القرص - ويمكن القيام بذلك بسهولة بيديك باستخدام مكواة لحام كهربائية. لا ينبغي أن يهتز العنصر المستخرج، ناهيك عن إسقاطه.

بعد ظهور الجزء الرئيسي من القاطع المستقبلي على السطح، تحتاج إلى وضع خطة تجميع مدروسة بعناية قاطع ليزري.

وفي هذه الحالة لا بد من مراعاة النقاط التالية: أفضل طريقة لوضع الصمام الثنائي، وكيفية توصيله بمصدر الطاقة، لأن الصمام الثنائي لجهاز الكتابة يتطلب كهرباء أكثر من العنصر الرئيسي للمؤشر.

يمكن حل هذه المشكلة بعدة طرق.

لكى يفعل القاطع اليدمع طاقة عالية أكثر أو أقل، تحتاج إلى إزالة الصمام الثنائي الموجود في المؤشر، ثم استبداله بالعنصر الذي تمت إزالته من محرك أقراص DVD.

لذلك، يتم تفكيك مؤشر الليزر بعناية مثل محرك ناسخ أقراص DVD.

يتم فك الجسم ثم ينقسم جسمه إلى نصفين. ستتمكن فورًا على السطح من رؤية الجزء الذي يجب استبداله بيديك.

للقيام بذلك، تتم إزالة الصمام الثنائي الأصلي من المؤشر واستبداله بعناية بآخر أقوى، وهو تثبيت موثوقيمكن القيام به باستخدام الغراء.

قد لا يكون من الممكن إزالة عنصر الصمام الثنائي القديم على الفور، لذا يمكنك إخراجه بعناية باستخدام طرف السكين، ثم هز جسم المؤشر برفق.

في المرحلة التالية من تصنيع آلة القطع بالليزر، من الضروري إنشاء غلاف لها.

لهذا الغرض، يكون المصباح اليدوي المزود ببطاريات قابلة لإعادة الشحن مفيدًا، مما سيسمح لقاطع الليزر بتلقي الطاقة الكهربائية واكتساب المظهر الجمالي وسهولة الاستخدام.

للقيام بذلك، تحتاج إلى تثبيت الجزء العلوي المعدل من المؤشر السابق في جسم المصباح اليدوي بيديك.

ثم تحتاج إلى توصيل الشاحن بالصمام الثنائي باستخدام الشاحن الموجود في المصباح بطارية. من المهم جدًا تحديد القطبية بدقة أثناء عملية الاتصال.

قبل تجميع المصباح، من الضروري إزالة الزجاج والعناصر الأخرى غير الضرورية للمؤشر التي قد تتداخل مع شعاع الليزر.

في المرحلة النهائية، يتم إعداد قاطع الليزر للاستخدام.

من أجل راحة صناعة شخصيةيجب مراعاة جميع مراحل العمل على الجهاز بدقة.

لهذا الغرض، من الضروري التحقق من موثوقية تثبيت جميع العناصر المدمجة، والقطبية الصحيحة والتساوي في تركيب الليزر.

لذلك، إذا تم استيفاء جميع شروط التجميع المذكورة أعلاه في المقالة بدقة، فإن القاطع جاهز للاستخدام.

ولكن بما أن الجهاز المحمول محلي الصنع يتمتع بطاقة منخفضة، فمن غير المرجح أن يتحول إلى قاطع ليزر كامل للمعادن.

ما يمكن أن يفعله القاطع بشكل مثالي هو عمل ثقوب في الورق أو الفيلم البلاستيكي.

لكن لا يمكنك توجيه جهاز ليزر من صنعك نحو شخص ما؛ فقوته هنا ستكون كافية للإضرار بصحة الجسم.

كيف يمكنك تضخيم الليزر محلي الصنع؟

لإنشاء أداة قطع ليزر أكثر قوة للأعمال المعدنية بيديك، تحتاج إلى استخدام الأجهزة من القائمة التالية:

• محرك أقراص DVD-RW، لا فرق بين أنه يعمل أم لا؛
• 100 pF وmF - المكثفات؛
• 2-5 أوم المقاوم.
• 3 قطع. بطاريات قابلة للشحن؛
• لحام الحديد والأسلاك.
• ميزاء.
• فانوس فولاذي مع عناصر LED.

يتم تجميع أداة القطع بالليزر للعمل اليدوي وفقًا للمخطط التالي.

وباستخدام هذه الأجهزة، يتم تجميع السائق لاحقًا، من خلال اللوحة، وسيكون قادرًا على تزويد قاطع الليزر بقوة معينة.

في هذه الحالة، لا ينبغي بأي حال من الأحوال توصيل مصدر الطاقة مباشرة بالصمام الثنائي، حيث أن الصمام الثنائي سوف يحترق. تحتاج أيضًا إلى مراعاة أن الصمام الثنائي يجب أن يستمد الطاقة ليس من الجهد بل من التيار.

يتم استخدام الجسم المجهز بعدسة بصرية كموازٍ، حيث تتراكم الأشعة.

من السهل العثور على هذا الجزء في متجر خاص، والشيء الرئيسي هو أنه يحتوي على أخدود لتثبيت الصمام الثنائي الليزري. سعر هذا الجهاز صغير، حوالي 3-7 دولارات.

بالمناسبة، يتم تجميع الليزر بنفس طريقة نموذج القاطع الذي تمت مناقشته أعلاه.

يمكن أيضًا استخدام السلك كمنتج مضاد للكهرباء الساكنة؛ حيث يتم استخدامه لتغليف الصمام الثنائي. ثم يمكنك البدء في تجميع جهاز التشغيل.

قبل الانتقال إلى التجميع اليدوي الكامل لقاطع الليزر، تحتاج إلى التحقق من وظيفة برنامج التشغيل.

يتم قياس القوة الحالية باستخدام مقياس متعدد؛ للقيام بذلك، خذ الصمام الثنائي المتبقي وقم بإجراء القياسات بنفسك.

مع الأخذ بعين الاعتبار سرعة التيار، يتم اختيار قوته لقاطع الليزر. على سبيل المثال، بالنسبة لبعض إصدارات أجهزة الليزر، يمكن أن تكون قوة التيار 300-350 مللي أمبير.

بالنسبة للنماذج الأخرى الأكثر كثافة، تبلغ 500 مللي أمبير، بشرط استخدام جهاز تشغيل مختلف.

ل ليزر محلي الصنعبدا أكثر إمتاعًا من الناحية الجمالية ويمكن استخدامه بشكل أكثر ملاءمة؛ فهو يتطلب جسمًا، والذي يمكن أن يكون مصباحًا يدويًا من الفولاذ يعمل على مصابيح LED.

كقاعدة عامة، يتمتع الجهاز المذكور بأبعاد مدمجة تسمح له بوضعه في جيبك. ولكن لتجنب تلوث العدسة، تحتاج إلى شراء أو خياطة الغطاء مقدما.

ملامح إنتاج قواطع الليزر

لا يستطيع الجميع تحمل سعر آلة قطع المعادن بالليزر من النوع الإنتاجي.

تستخدم هذه المعدات لمعالجة وقطع المواد المعدنية.

يعتمد مبدأ تشغيل قاطعة الليزر على إنتاج إشعاع قوي بواسطة أداة تتمتع بخاصية التبخر أو نفخ الطبقة المعدنية المنصهرة.

هذه تكنولوجيا الإنتاجعند العمل مع أنواع مختلفةيمكن أن يوفر المعدن جودة عاليةيقطع.

يعتمد عمق معالجة المواد على نوع تركيب الليزر وخصائص المواد التي تتم معالجتها.

اليوم، يتم استخدام ثلاثة أنواع من الليزر: الحالة الصلبة، والألياف، والغاز.

يعتمد تصميم بواعث الحالة الصلبة على استخدام أنواع معينة من الزجاج أو البلورات كوسيلة عمل.

هنا، على سبيل المثال، يمكننا أن نستشهد بالتركيبات غير المكلفة التي تعمل على ليزر أشباه الموصلات.

الألياف - وظائفها المتوسطة النشطة من خلال استخدام الألياف الضوئية.

هذا النوع من الأجهزة عبارة عن تعديل لبواعث الحالة الصلبة، ولكن وفقًا للخبراء، ينجح ليزر الألياف في إزاحة نظائره من مجال تشغيل المعادن.

في الوقت نفسه، الألياف الضوئية هي الأساس ليس فقط للقاطع، ولكن أيضًا لآلة النقش.

غاز - بيئة العمليجمع جهاز الليزر بين غازات ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والهيليوم.

وبما أن كفاءة الباعثات قيد النظر لا تزيد عن 20%، فإنها تستخدم في قطع ولحام المواد البوليمرية والمطاطية والزجاجية، وكذلك المعادن ذات درجة عالية من التوصيل الحراري.

هنا، على سبيل المثال، يمكنك أن تأخذ قاطعة معدنية من إنتاج شركة هانز؛ يسمح لك استخدام جهاز الليزر بقطع النحاس والنحاس والألومنيوم في هذه الحالةالحد الأدنى من قوة الآلات يتفوق فقط على نظائرها.

مخطط تشغيل محرك الأقراص

يمكن فقط تشغيل الليزر المكتبي من محرك الأقراص، هذا النوعالجهاز عبارة عن جهاز وحدة تحكم البوابة.

يمكن لوحدة الليزر التحرك على طول قضبان التوجيه الخاصة بالجهاز عموديًا وأفقيًا.

كبديل لجهاز القنطرية، تم صنع نموذج لوحي للآلية؛ يتحرك القاطع بشكل أفقي فقط.

آخر الخيارات الموجودةتحتوي آلات الليزر على طاولة عمل مجهزة بآلية القيادة وتتمتع بالقدرة على التحرك في مستويات مختلفة.

على هذه اللحظةهناك خياران للتحكم في آلية القيادة.

الأول يضمن حركة قطعة العمل بسبب تشغيل محرك الطاولة، أو تتم حركة القاطع بسبب تشغيل الليزر.

يتضمن الخيار الثاني تحريك الطاولة والقاطع في وقت واحد.

وفي الوقت نفسه، يعتبر نموذج التحكم الأول أبسط بكثير مقارنة بالخيار الثاني. لكن النموذج الثاني لا يزال يتمتع بأداء عالٍ.

عام الخصائص التقنيةفي الحالات التي تم النظر فيها، من الضروري إدخال وحدة CNC في الجهاز، ولكن سعر تجميع الجهاز للعمل اليدوي سيكون أعلى.

مرحبا سيداتي و سادتي. أفتح اليوم سلسلة من المقالات المخصصة لليزر عالي الطاقة، لأن موقع Habrasearch يقول إن الناس يبحثون عن مثل هذه المقالات. أريد أن أخبرك كيف يمكنك صنع ليزر قوي إلى حد ما في المنزل، وأعلمك أيضًا كيفية استخدام هذه القوة ليس فقط من أجل "التألق على السحاب".

تحذير!

توضح المقالة تصنيع ليزر عالي الطاقة ( 300 ميجاوات ~ قوة 500 مؤشر صيني) مما قد يضر بصحتك وصحة الآخرين! كن حذرا للغاية! استخدم نظارات السلامة الخاصة و لا توجه شعاع الليزر نحو الأشخاص أو الحيوانات!

هيا نكتشف.

في حبري، ظهرت مقالات حول أجهزة Dragon Lasers المحمولة، مثل Hulk، عدة مرات فقط. سأخبرك في هذه المقالة كيف يمكنك صنع ليزر ليس أقل جودة من معظم الموديلات المباعة في هذا المتجر.

دعونا نطبخ.

تحتاج أولاً إلى تحضير جميع المكونات:
- محرك أقراص DVD-RW لا يعمل (أو يعمل) بسرعة كتابة تبلغ 16x أو أعلى؛
- المكثفات 100 الجبهة الوطنية و 100 ميلي فاراد؛
- المقاوم 2-5 أوم؛
- ثلاث بطاريات AAA؛
- لحام الحديد والأسلاك.
- ميزاء (أو المؤشر الصيني)؛
- مصباح LED فولاذي.

هذا الحد الأدنى المطلوبلصنع نموذج سائق بسيط. المحرك هو، في الواقع، لوحة ستخرج الصمام الثنائي الليزري الخاص بنا إلى الطاقة المطلوبة. لا يجب عليك توصيل مصدر الطاقة مباشرة بصمام الليزر الثنائي - فسوف يتعطل. يجب أن يتم تشغيل صمام الليزر الثنائي بالتيار وليس بالجهد.

الميزاء هو في الواقع وحدة تحتوي على عدسة تعمل على تقليل كل الإشعاع إلى شعاع ضيق. يمكن شراء الموازاة الجاهزة من متاجر الراديو. هذه بالفعل مكان مريحلتثبيت صمام ثنائي ليزر، والتكلفة 200-500 روبل.

يمكنك أيضًا استخدام أداة ميزاء من مؤشر صيني، ومع ذلك، سيكون من الصعب توصيل صمام ثنائي الليزر، ومن المرجح أن يكون جسم أداة ميزاء الليزر نفسها مصنوعًا من البلاستيك المعدني. هذا يعني أن الصمام الثنائي الخاص بنا لن يبرد جيدًا. ولكن هذا ممكن أيضا. يمكن العثور على هذا الخيار في نهاية المقالة.

دعنا نقوم به.

تحتاج أولاً إلى الحصول على الصمام الثنائي الليزري نفسه. يعد هذا جزءًا صغيرًا وهشًا للغاية من محرك أقراص DVD-RW الخاص بنا - كن حذرًا. يوجد صمام ثنائي ليزر أحمر قوي في عربة محرك الأقراص لدينا. يمكنك تمييزه عن الضعيف من خلال المبرد حجم أكبرمن الصمام الثنائي IR التقليدي.

يوصى باستخدام حزام معصم مضاد للكهرباء الاستاتيكية لأن صمام الليزر الثنائي حساس للغاية للجهد الساكن. إذا لم يكن هناك سوار، فيمكنك لف أسلاك الصمام الثنائي بسلك رفيع أثناء انتظار التثبيت في العلبة.

وفقا لهذا المخطط، تحتاج إلى لحام السائق.

لا تخلط بين القطبية! سوف يفشل صمام ثنائي الليزر أيضًا على الفور إذا كانت قطبية الطاقة الموردة غير صحيحة.

يُظهر الرسم البياني مكثفًا بسعة 200 مللي فهرنهايت، ومع ذلك، فإن 50-100 مللي فهرنهايت كافية لقابلية النقل.

دعونا نحاول.

قبل تثبيت الصمام الثنائي الليزري وتجميع كل شيء في السكن، تحقق من وظيفة برنامج التشغيل. قم بتوصيل صمام ثنائي ليزر آخر (لا يعمل أو الثاني من محرك الأقراص) وقياس التيار بمقياس متعدد. اعتمادا على خصائص السرعة، يجب اختيار القوة الحالية بشكل صحيح. بالنسبة لـ 16 طرازًا، فإن 300-350 مللي أمبير مناسبة تمامًا. للحصول على أسرع 22x، يمكنك حتى توفير 500 مللي أمبير، ولكن مع برنامج تشغيل مختلف تمامًا، أخطط لوصف تصنيعه في مقال آخر.

يبدو فظيعا، لكنه يعمل!

جماليات.

لا يمكن التباهي بالليزر المجمع بالوزن إلا أمام نفس المجانين التقنيين، ولكن من أجل الجمال والراحة، من الأفضل تجميعه في علبة مريحة. من الأفضل هنا أن تختار لنفسك ما تريد. لقد قمت بتركيب الدائرة بأكملها في مصباح يدوي LED عادي. أبعادها لا تتجاوز 10x4 سم. ومع ذلك، لا أوصي بحملها معك: فأنت لا تعرف أبدًا ما هي المطالبات التي قد تقدمها السلطات المختصة. ومن الأفضل تخزينها في علبة خاصة حتى لا تتعرض العدسة الحساسة للغبار.

هذا خيار مع الحد الأدنى من التكاليف- يتم استخدام ميزاء من المؤشر الصيني:

سيسمح لك استخدام الوحدة المصنعة في المصنع بالحصول على النتائج التالية:

يمكن رؤية شعاع الليزر في المساء:

وبالطبع في الظلام:

ربما.

نعم، في المقالات التالية أريد أن أخبر وأبين كيف يمكن استخدام هذا النوع من الليزر. كيفية صنع عينات أكثر قوة، قادرة على قطع المعادن والخشب، وليس فقط إضاءة أعواد الثقاب وصهر البلاستيك. كيفية عمل صور ثلاثية الأبعاد ومسح الكائنات ضوئيًا لإنشاء نماذج 3D Studio Max. كيفية صنع أشعة ليزر خضراء أو زرقاء قوية. نطاق تطبيق الليزر واسع جدًا، ولا يمكن لمقال واحد القيام بذلك هنا.

نحن بحاجة إلى أن نتذكر.

لا تنسى احتياطات السلامة! الليزر ليس لعبة! اعتني بعينيك!

يعد جهاز القطع بالليزر جهازًا فريدًا من المفيد وجوده في مرآب كل رجل حديث. إن صنع الليزر لقطع المعادن بيديك ليس بالأمر الصعب، والشيء الرئيسي هو اتباعه قواعد بسيطة. ستكون قوة مثل هذا الجهاز صغيرة، ولكن هناك طرق لزيادةها باستخدام الأجهزة المتاحة. لا يمكن تحقيق وظيفة آلة الإنتاج التي يمكنها فعل أي شيء دون تجميل باستخدام منتج محلي الصنع. ولكن بالنسبة للأعمال المنزلية، ستكون هذه الوحدة مفيدة. دعونا ننظر في كيفية بنائه.

كل شيء بسيط ببراعة، وذلك لإنشاء المعدات التي يمكن قطعها أنماط جميلةفي الفولاذ القوي، ويمكن تصنيعها من المواد العادية المتاحة. لجعله سوف تحتاج بالتأكيد إلى واحدة قديمة. مؤشر الليزر. بالإضافة إلى ذلك، يجب عليك تخزين:

1. مصباح يدوي يعمل بالبطاريات القابلة لإعادة الشحن.
2. قرص DVD-ROM قديم، والذي سنحتاج إلى إزالة المصفوفة منه باستخدام محرك ليزر.
3. لحام الحديد ومجموعة من المفكات.

ستكون الخطوة الأولى هي تفكيك محرك الأقراص المرنة للكمبيوتر القديم. من هناك يجب علينا إزالة الجهاز. احرص على عدم إتلاف الجهاز نفسه. يجب أن يكون محرك الأقراص كاتبًا، وليس مجرد قارئ، فالنقطة تكمن في بنية مصفوفة الجهاز. لن نخوض في التفاصيل الآن، ولكن فقط استخدم النماذج الحديثة غير العاملة.

بعد ذلك، ستحتاج بالتأكيد إلى إزالة الصمام الثنائي الأحمر الذي يحرق القرص أثناء تسجيل المعلومات عليه. لقد أخذت للتو مكواة لحام ولحام مثبتات هذا الصمام الثنائي. فقط لا ترميها تحت أي ظرف من الظروف. هذا عنصر حساس يمكن أن يتدهور بسرعة في حالة تلفه.

عند تجميع قاطع الليزر نفسه، ضع في اعتبارك ما يلي:

1. أين هو الأفضل لتثبيت الصمام الثنائي الأحمر؟
2. كيف سيتم تزويد عناصر النظام بأكمله بالطاقة؟
3. كيف سيتم توزيع تدفق التيار الكهربائي في الجزء.

يتذكر! يتطلب الصمام الثنائي الذي سيقوم بالحرق كهرباء أكثر بكثير من عناصر المؤشر.

يتم حل هذه المعضلة بسهولة. يتم استبدال الصمام الثنائي من المؤشر بضوء أحمر من محرك الأقراص. يجب عليك تفكيك المؤشر بنفس العناية التي يتبعها محرك الأقراص، حيث أن تلف الموصلات والحوامل سوف يدمر مستقبلك بيديك. بمجرد الانتهاء من ذلك، يمكنك البدء في صنع العلبة محلية الصنع.

للقيام بذلك سوف تحتاج إلى مصباح يدوي و بطاريات قابلة للشحن، والتي سوف تعمل على قطع الليزر. بفضل المصباح اليدوي، ستحصل على عنصر مناسب وصغير الحجم لا يشغل مساحة كبيرة في منزلك. مفتاح تجهيز مثل هذه الحالة هو اختيار القطبية الصحيحة. تتم إزالة الزجاج الواقي من المصباح السابق حتى لا يصبح عائقًا أمام الشعاع الموجه.

والخطوة التالية هي تشغيل الصمام الثنائي نفسه. للقيام بذلك، تحتاج إلى توصيله بشحن البطارية، ومراقبة القطبية. وأخيرا، تحقق:

• تثبيت موثوق للجهاز في المشابك والمشابك.
• قطبية الجهاز؛
• اتجاه الشعاع.

أصلح أي أخطاء، وعندما يصبح كل شيء جاهزًا، يمكنك تهنئة نفسك على إتمام المهمة بنجاح. القاطع جاهز للاستخدام. الشيء الوحيد الذي عليك أن تتذكره هو أن قوتها أقل بكثير من قوة نظيرتها الإنتاجية، لذلك لا يمكنها التعامل مع المعدن السميك جدًا.

بحرص! قوة الجهاز كافية للإضرار بصحتك، لذا كن حذرًا عند التشغيل وحاول ألا تضع أصابعك تحت الشعاع.

تعزيز التثبيت محلية الصنع

لتعزيز قوة وكثافة الشعاع، وهو عنصر القطع الرئيسي، يجب عليك إعداد:

• 2 "كوندر" لـ 100 pF وmF؛
• المقاومة 2-5 أوم.
• 3 بطاريات قابلة للشحن؛
• ميزاء.

يمكن تعزيز التثبيت الذي قمت بتجميعه بالفعل للحصول على طاقة كافية في المنزل لأي عمل بالمعدن. عند العمل على زيادة الطاقة، تذكر أن توصيل القاطع مباشرة بمأخذ التيار سيكون بمثابة انتحار له، لذا يجب عليك التأكد من وصول التيار إلى المكثفات أولاً، ثم إلى البطاريات.

عن طريق إضافة المقاومات يمكنك زيادة قوة التثبيت الخاص بك. لزيادة كفاءة جهازك بشكل أكبر، استخدم أداة ميزاء مثبتة لتركيز الشعاع. يباع هذا النموذج في أي متجر كهربائي، وتتراوح التكلفة من 200 إلى 600 روبل، لذلك ليس من الصعب شرائه.

بعد ذلك، يتم تنفيذ دائرة التجميع بنفس الطريقة الموضحة أعلاه، فقط تحتاج إلى ربطها حول الصمام الثنائي سلك الألمنيوملإزالة ساكنة. بعد ذلك، عليك قياس القوة الحالية، والتي تأخذ مقياسًا متعددًا لها. يتم توصيل طرفي الجهاز بالصمام الثنائي المتبقي ويتم قياسه. اعتمادًا على احتياجاتك، يمكنك ضبط القراءات من 300 مللي أمبير إلى 500 مللي أمبير.

بمجرد اكتمال المعايرة الحالية، يمكنك الانتقال إلى تزيين القاطع بشكل جمالي. سيكون مصباح LED الفولاذي القديم جيدًا لهذه الحالة. إنه مدمج ويناسب جيبك. لمنع اتساخ العدسة، تأكد من حصولك على غطاء.

يجب تخزين القاطع النهائي في صندوق أو علبة. يجب ألا يصل الغبار أو الرطوبة إلى هناك، وإلا فسيتعرض الجهاز للتلف.

ما هو الفرق بين النماذج الجاهزة

التكلفة هي السبب الرئيسي الذي يجعل العديد من الحرفيين يلجأون إلى صنع آلة القطع بالليزر بأيديهم. ومبدأ التشغيل هو كما يلي:

1. بفضل إنشاء المستهدفة شعاع الليزرهناك تأثير على المعدن
2. يتسبب الإشعاع القوي في تبخر المادة وهروبها تحت قوة التدفق.
3. ونتيجة لذلك، بفضل القطر الصغير لشعاع الليزر، يتم الحصول على قطع عالي الجودة من قطعة العمل.

يعتمد عمق القطع على قوة المكونات. إذا كانت نماذج المصنع مجهزة بمواد عالية الجودة توفر عمقًا كافيًا. الذي - التي نماذج محلية الصنعقادرة على التعامل مع قطع 1-3 سم.

بفضل هذا أنظمة الليزريمكنك عمل أنماط فريدة في سياج منزل خاص أو مكونات لتزيين البوابات أو الأسوار. لا يوجد سوى 3 أنواع من القواطع:

1. الحالة الصلبة.يعتمد مبدأ التشغيل على استخدام أنواع خاصة من الزجاج أو البلورات لمعدات LED. هذه مصانع إنتاج منخفضة التكلفة تستخدم في الإنتاج.
2. الفيبر.بفضل استخدام الألياف الضوئية، من الممكن الحصول على تدفق قوي وعمق قطع كافٍ. إنها نظائرها لنماذج الحالة الصلبة، ولكنها أفضل منها نظرًا لقدراتها وخصائص أدائها. ولكن أيضا أكثر تكلفة.
3. غاز.يتضح من الاسم أن الغاز يستخدم للتشغيل. يمكن أن يكون النيتروجين والهيليوم وثاني أكسيد الكربون. كفاءة هذه الأجهزة أعلى بنسبة 20٪ من جميع الأجهزة السابقة. يتم استخدامها لقطع ولحام البوليمرات والمطاط والزجاج وحتى المعدن بمستوى عالٍ جدًا من التوصيل الحراري.

في الحياة اليومية بدون تكاليف خاصةيمكنك فقط الحصول على قاطعة ليزر ذات الحالة الصلبة، ولكن قوتها مع التضخيم المناسب، والتي تمت مناقشتها أعلاه، كافية لأداء الأعمال المنزلية. الآن لديك المعرفة حول صنع مثل هذا الجهاز، ثم تصرف وحاول.

هل لديك خبرة في تطوير آلة قطع المعادن بالليزر DIY؟ شاركها مع القراء من خلال ترك تعليق تحت هذه المقالة!