Сьогодні ми поговоримо про те, як зробити самостійно потужний зелений або синій лазер у домашніх умовах із підручних матеріалів своїми руками. Також розглянемо креслення, схеми та пристрій саморобних лазерних указок з променем, що підпалює, і дальністю до 20 км.

Основою пристрою лазера служить оптичний квантовий генератор, який використовуючи електричну, теплову, хімічну або іншу енергію, виробляє лазерний промінь.

В основі роботи лазера є явище вимушеного (індукованого) випромінювання. Випромінювання лазера може бути безперервним, з постійною потужністю, або імпульсним, що досягає гранично великих пікових потужностей. Суть явища у тому, що збуджений атом здатний випромінювати фотон під впливом іншого фотона без його поглинання, якщо енергія останнього дорівнює різниці енергій рівнів атома до і після випромінювання. При цьому випромінюваний фотон когерентний фотону, що викликав випромінювання, тобто його точною копією. У такий спосіб відбувається посилення світла. Цим явище відрізняється від спонтанного випромінювання, в якому випромінювані фотони мають випадкові напрямки поширення, поляризацію та фазу.
Імовірність того, що випадковий фотон викликає індуковане випромінювання збудженого атома, точно дорівнює ймовірності поглинання цього фотона атомом, що знаходиться в незбудженому стані. Тому посилення світла необхідно, щоб збуджених атомів серед було більше, ніж незбуджених. У стані рівноваги ця умова не виконується, тому використовуються різні системи накачування активного середовища лазера (оптичні, електричні, хімічні та ін.). У деяких схемах робочий елемент лазера використовується як оптичний підсилювач для випромінювання від іншого джерела.

У квантовому генераторі немає зовнішнього потоку фотонів, інверсна заселеність створюється всередині нього за допомогою різних джерел накачування. Залежно від джерел існують різні способи накачування:
оптичний - потужний лампа-спалах;
газовий розряд у робочій речовині (активному середовищі);
інжекція (перенесення) носіїв струму в напівпровіднику у зоні
р-п переходах;
електронне збудження (опромінення у вакуумі чистого напівпровідника потоком електронів);
тепловий (нагрівання газу з подальшим його різким охолодженням;
хімічний (використання енергії хімічних реакцій) та деякі інші.

Першоджерелом генерації є процес спонтанного випромінювання, тому для забезпечення наступності поколінь фотонів необхідне існування позитивного зворотного зв'язку, за рахунок якого випромінювані фотони викликають наступні акти індукованого випромінювання. Для цього активне середовище лазера міститься в оптичний резонатор. У найпростішому випадку він є двома дзеркалами, одне з яких напівпрозоре — через нього промінь лазера частково виходить з резонатора.

Відбиваючись від дзеркал, пучок випромінювання проходить по резонатору, викликаючи в ньому індуковані переходи. Випромінювання може бути як безперервним, так і імпульсним. При цьому, використовуючи різні прилади для швидкого вимкнення та включення зворотного зв'язку та зменшення тим самим періоду імпульсів, можливо створити умови для генерації випромінювання дуже великої потужності – це так звані гігантські імпульси. Цей режим роботи лазера називають режимом модульованої добротності.
Лазерний промінь є когерентним, монохромним, поляризованим вузьконаправленим світловим потоком. Одним словом, це промінь світла, що випускається мало того, що синхронними джерелами, так ще й у вузькому діапазоні, причому спрямовано. Такий надзвичайно сконцентрований світловий потік.

Випромінювання, що генерується лазером, є монохроматичним, ймовірність випромінювання фотона певної довжини хвилі більше, ніж близько розташованої, пов'язаної з розширенням спектральної лінії і ймовірність індукованих переходів на цій частоті теж має максимум. Тому поступово в процесі генерації фотони даної довжини хвилі домінуватимуть над усіма іншими фотонами. Крім цього, через особливе розташування дзеркал в лазерному промені зберігаються лише ті фотони, які поширюються в напрямку, паралельному оптичній осі резонатора на невеликій відстані від неї, інші фотони швидко залишають об'єм резонатора. Таким чином, промінь лазера має дуже малий кут розбіжності. Нарешті, промінь лазера має певну поляризацію. Для цього резонатор вводять різні поляризатори, наприклад, ними можуть служити плоскі скляні пластинки, встановлені під кутом Брюстера до напряму поширення променя лазера.

Від того, яке робоче тіло використано у лазері, залежить робоча довжина його хвилі, а також інші властивості. Робоче тіло піддається "накачуванням" енергією, щоб отримати ефект інверсії електронних населеностей, який викликає вимушене випромінювання фотонів та ефект оптичного посилення. Найпростішою формою оптичного резонатора є два паралельні дзеркала (їх також може бути чотири і більше), розташовані навколо робочого тіла лазера. Вимушене випромінювання робочого тіла відбивається дзеркалами і знову посилюється. До моменту виходу назовні хвиля може відбиватися багаторазово.

Отже, коротко сформулюємо умови, необхідні для створення джерела когерентного світла:

Необхідна робоча речовина з інверсною населеністю. Тільки тоді можна отримати посилення світла за рахунок вимушених переходів;
робочу речовину слід помістити між дзеркалами, які здійснюють зворотний зв'язок;
посилення, що дається робочою речовиною, а значить, кількість збуджених атомів або молекул у робочій речовині має бути більшою за порогове значення, що залежить від коефіцієнта відображення вихідного дзеркала.

У конструкції лазерів можуть бути використані такі типи робочих тіл:

Рідина. Застосовується як робоче тіло, наприклад, в лазерах на барвниках. До складу входять органічний розчинник (метанол, етанол або етиленгліколь), в якому розчинені хімічні барвники (кумарин або родамін). Робоча довжина хвилі рідинних лазерів визначається зміною молекул використовуваного барвника.

Гази. Зокрема, вуглекислий газ, аргон, криптон або газові суміші, як у гелій-неонових лазерах. "Накачування" енергією цих лазерів найчастіше здійснюється за допомогою електричних розрядів.
Тверді тіла (кристали та скла). Суцільний матеріал таких робочих тіл активується (легується) за допомогою додавання невеликої кількості іонів хрому, неодиму, ербію або титану. Зазвичай використовуються такі кристали: алюмо-ітрієвий гранат, літієво-ітрієвий фторид, сапфір (оксид алюмінію) та силікатне скло. Твердотілі лазери зазвичай "накачуються" імпульсною лампою або іншим лазером.

Напівпровідники. Матеріал, у якому перехід електронів між енергетичними рівнями може супроводжуватись випромінюванням. Напівпровідникові лазери дуже компактні, "накачуються" електричним струмом, що дозволяє використовувати їх у побутових пристроях, таких як програвачі компакт-дисків.

Щоб перетворити підсилювач на генератор, необхідно організувати зворотний зв'язок. У лазерах вона досягається при приміщенні активної речовини між поверхнями, що відбивають (дзеркалами), що утворюють так званий "відкритий резонатор" за рахунок того, що частина випромінюваної активною речовиною енергії відбивається від дзеркал і знову повертається в активну речовину

У Лазері використовуються оптичні резонатори різних типів - з плоскими дзеркалами, сферичними, комбінаціями плоских і сферичних та інших.

Моди характеризуються частотою та формою, тобто просторовим розподілом коливань. У резонаторі з плоскими дзеркалами переважно збуджуються типи коливань, що відповідають плоским хвиль, що розповсюджується вздовж осі резонатора. Система з двох паралельних дзеркал резонує тільки на певних частотах - і виконує в лазері ще ту роль, яку в звичайних низькочастотних генераторах грає коливальний контур.

Використання саме відкритого резонатора (а чи не закритого - замкнутої металевої порожнини - характерного для НВЧ діапазону) важливо, оскільки у оптичному діапазоні резонатор із розмірами L = ? (L - характерний розмір резонатора, ? - Довжина хвилі) просто не може бути виготовлений, а при L >> ? закритий резонатор втрачає резонансні властивості, оскільки кількість можливих типів коливань стає настільки великою, що вони перекриваються.

Відсутність бічних стінок значно зменшує кількість можливих типів коливань (мод) за рахунок того, що хвилі, що розповсюджуються під кутом до осі резонатора, швидко йдуть за його межі, і дозволяє зберегти резонансні властивості резонатора при L >>?. Однак резонатор в лазері не тільки забезпечує зворотний зв'язок за рахунок відбитого від дзеркал випромінювання в активну речовину, але і визначає спектр випромінювання лазера, його енергетичні характеристики, спрямованість випромінювання.
У найпростішому наближенні плоскої хвилі умова резонансу в резонаторі з плоскими дзеркалами полягає в тому, що на довжині резонатора укладається ціле число напівхвиль: L=q(?/2) (q - ціле число), що призводить до вираження частоти типу коливань з індексом q: ?q=q(C/2L). В результаті спектр випромінювання Л., як правило, є набір вузьких спектральних ліній, інтервали між якими однакові і рівні c/2L. Число ліній (компонент) при заданій довжині L залежить від властивостей активного середовища, тобто від спектра спонтанного випромінювання на квантовому переході, що використовується і може досягати декількох десятків і сотень. За певних умов виявляється можливим виділити одну спектральну компоненту, тобто здійснити одномодовий режим генерації. Спектральна ширина кожної компонент визначається втратами енергії в резонаторі і, в першу чергу, пропусканням і поглинанням світла дзеркалами.

Частотний профіль коефіцієнта посилення в робочій речовині (він визначається шириною та формою лінії робочої речовини) та набір власних частот відкритого резонатора. Для використовуваних у лазерах відкритих резонаторів з високою добротністю смуга пропускання резонатора??p, Що визначає ширину резонансних кривих окремих мод, і навіть відстань між сусідніми модами??h виявляються меншими, ніж ширина лінії посилення??h, причому навіть у газових лазерах, де розширення ліній найменше. Тому контур посилення потрапляє кілька типів коливань резонатора.

Таким чином, лазер не обов'язково генерує на одній частоті, найчастіше навпаки, генерація відбувається одночасно на декількох типах коливань, для яких посилення? більше втрат у резонаторі. Для того, щоб лазер працював на одній частоті (в одночастотному режимі), необхідно, як правило, вживати спеціальних заходів (наприклад, збільшити втрати, як це показано на малюнку 3) або змінити відстань між дзеркалами так, щоб і в контур посилення потрапляла тільки одна моди. Оскільки в оптиці, як зазначено вище, ?h > ?p і частота генерації в лазері визначається переважно частотою резонатора, то, щоб тримати стабільною частоту генерації, необхідно стабілізувати резонатор. Отже, якщо коефіцієнт посилення у робочій речовині перекриває втрати у резонаторі для певних типів коливань, ними виникає генерація. Затравка для її виникнення є, як і в будь-якому генераторі, шуми, що представляють в лазерах спонтанне випромінювання.
Для того, щоб активне середовище випромінювало когерентне монохроматичне світло, необхідно ввести зворотний зв'язок, тобто частину випромінюваного цим середовищем світлового потоку направити назад в середу для здійснення вимушеного випромінювання. Позитивний зворотний зв'язок здійснюється за допомогою оптичних резонаторів, які в елементарному варіанті є двома співвісно (паралельно і по одній осі) розташованих дзеркала, одне з яких напівпрозоре, а інше - «глухе», тобто повністю відображає світловий потік. Робоча речовина (активне середовище), в якій створена інверсна заселеність, розташовують між дзеркалами. Вимушене випромінювання проходить через активне середовище, посилюється, відбивається від дзеркала, знову проходить через середовище та ще більше посилюється. Через напівпрозоре дзеркало частина випромінювання випускається у зовнішнє середовище, а частина відбивається назад у середу і знову посилюється. За певних умов потік фотонів усередині робочої речовини почне наростати лавиноподібно, почнеться генерація монохроматичного когерентного світла.

Принцип роботи оптичного резонатора, переважна кількість частинок робочої речовини, представлені світлими кружками, перебувають у основному стані, т. е. нижньому енергетичному рівні. Лише невелика кількість частинок, представлених темними кружками, знаходяться в електронно-збудженому стані. При вплив на робочу речовину джерелом накачування переважна більшість частинок перетворюється на збуджений стан (зросла кількість чорних гуртків), створена інверсна заселеність. Далі (рис. 2в) відбувається спонтанне випромінювання деяких частинок, що знаходяться в електронно-збудженому стані. Випромінювання, спрямоване під кутом до осі резонатора, залишить робочу речовину та резонатор. Випромінювання, яке спрямоване вздовж осі резонатора, підійде до дзеркальної поверхні.

У напівпрозорого дзеркала частина випромінювання пройде крізь нього в навколишнє середовище, а частина відобразиться і знову попрямує до робочої речовини, залучаючи до процесу вимушеного випромінювання частинки, що знаходяться у збудженому стані.

У «глухого» дзеркала весь променевий потік відобразиться і знову пройде робоча речовина, індукуючи випромінювання всіх збуджених частинок, що залишилися, де відображена ситуація, коли всі збуджені частинки віддали свою запасену енергію, а на виході резонатора, на стороні напівпрозорого дзеркала утворився потужний потік індуц.

Основні конструктивні елементи лазерів включають робочу речовину з певними енергетичними рівнями складових їх атомів і молекул, джерело накачування, що створює інверсну заселеність в робочій речовині, і оптичний резонатор. Існує велика кількість різних лазерів, проте всі вони мають ту саму і до того ж просту принципову схему пристрою, яка представлена ​​на рис. 3.

Виняток становлять напівпровідникові лазери через свою специфічність, оскільки вони все особливе: і фізика процесів, і методи накачування, і конструкція. Напівпровідники є кристалічними утвореннями. В окремому атомі енергія електрона приймає строго певні дискретні значення, і тому енергетичні стани електрона в атомі описуються мовою рівнів. У кристалі напівпровідника енергетичні рівні утворюють енергетичні зони. У чистому напівпровіднику, що не містить будь-яких домішок, є дві зони: так звана валентна зона і розташована над нею (за шкалою енергій) зона провідності.

Між ними є проміжок заборонених значень енергії, який називається забороненою зоною. При температурі напівпровідника, що дорівнює абсолютному нулю, валентна зона має бути повністю заповнена електронами, а зона провідності має бути порожньою. У реальних умовах температура завжди вище абсолютного нуля. Але підвищення температури призводить до теплового збудження електронів, частина з них перескакує з валентної зони до зони провідності.

В результаті цього процесу в зоні провідності з'являється деяка (відносно невелика) кількість електронів, а у валентній зоні до її повного заповнення не вистачатиме відповідної кількості електронів. Електронна вакансія у валентній зоні є позитивно зарядженою частинкою, що називається діркою. Квантовий перехід електрона через заборонену зону знизу вгору розглядається як процес генерації електронно-діркової пари, при цьому електрони зосереджені у нижнього краю зони провідності, а дірки - у верхнього краю валентної зони. Переходи через заборонену зону можливі не лише знизу нагору, а й зверху вниз. Такий процес називається рекомбінацією електрона та дірки.

При опроміненні чистого напівпровідника світлом, енергія фотонів якого трохи перевищує ширину забороненої зони, в кристалі напівпровідника можуть відбуватися три типи взаємодії світла з речовиною: поглинання, спонтанне випромінювання і вимушене випромінювання світла. Перший тип взаємодії можливий при поглинанні фотона електроном, що знаходиться поблизу верхнього краю валентної зони. При цьому енергетична потужність електрона стане достатньою для подолання забороненої зони, і він здійснить квантовий перехід до зони провідності. Спонтанне випромінювання світла можливе при мимовільному поверненні електрона із зони провідності у валентну зону з випромінюванням кванта енергії - фотона. Зовнішнє випромінювання може ініціювати перехід у валентну зону електрона, що знаходиться поблизу нижнього краю зони провідності. Результатом цього третього типу взаємодії світла з речовиною напівпровідника буде народження вторинного фотона, ідентичного за своїми параметрами і напряму руху фотону, що ініціював перехід.

Для генерації лазерного випромінювання необхідно створити в напівпровіднику інверсну заселеність «робочих рівнів» — створити досить високу концентрацію електронів біля нижнього краю зони провідності і, відповідно, високу концентрацію дірок біля краю валентної зони. Для цих цілей у чистих напівпровідникових лазерах зазвичай застосовують накачування потоком електронів.

Дзеркалами резонатора є відполіровані грані кристала напівпровідника. Недоліком таких лазерів є те, що багато напівпровідникових матеріалів генерують лазерне випромінювання лише за дуже низьких температур, а бомбардування кристалів напівпровідників потоком електронів викликає його сильне нагрівання. Це потребує наявності додаткових охолоджувальних пристроїв, що ускладнює конструкцію апарату та збільшує його габарити.

Властивості напівпровідників із домішками суттєво відрізняються від властивостей безпримісних, чистих напівпровідників. Це пов'язано з тим, що атоми одних домішок легко віддають у зону провідності по одному зі своїх електронів. Ці домішки називаються донорними, а напівпровідник з такими домішками — п-напівпровідником. Атоми інших домішок, навпаки, захоплюють по одному електрону з валентної зони, і такі домішки є акцепторними, а напівпровідник з такими домішками - напівпровідником. Енергетичний рівень домішкових атомів розташовується всередині забороненої зони: у напівпровідників — недалеко від нижнього краю зони провідності, у напівпровідників поблизу верхнього краю валентної зони.

Якщо в цій галузі створити електричну напругу так, щоб з боку р-напівпровідника був позитивний полюс, а з боку п-напівпровідника негативний, то під дією електричного поля електрони з п-напівпровідника та дірки з /^-напівпровідника переміщатимуться (інжектуватимуться) в область р-п - ​​переходу.

При рекомбінації електронів і дірок випускатимуть фотони, а за наявності оптичного резонатора можлива генерація лазерного випромінювання.

Дзеркалами оптичного резонатора є відполіровані грані кристала напівпровідника, орієнтовані перпендикулярно до площини р-п — переходу. Такі лазери відрізняються мініатюрністю, оскільки розміри активного напівпровідникового елемента можуть становити близько 1 мм.

Залежно від розглянутої ознаки всі лазери поділяються в такий спосіб).

Перша ознака. Прийнято розрізняти лазерні підсилювачі та генератори. У підсилювачах на вході подається слабке лазерне випромінювання, але в виході воно відповідно посилюється. У генераторах немає зовнішнього випромінювання, воно виникає у робочій речовині за рахунок його збудження за допомогою різних джерел накачування. Усі медичні лазерні апарати є генераторами.

Друга ознака – фізичний стан робочої речовини. Відповідно до цього лазери поділяються на твердотільні (рубінові, сапфірові та ін), газові (гелій-неонові, гелій-кадмієві, аргонові, вуглекислотні та ін), рідкі (рідкий діелектрик з домішковими робочими атомами рідкоземельних металів) та напівпровідників -галієві, арсенід-фосфід-галієві, селенід-свинцеві та ін).

Спосіб збудження робочої речовини є третьою ознакою лазерів. Залежно від джерела збудження розрізняють лазери з оптичним накачуванням, з накачуванням за рахунок газового розряду, електронного збудження, інжекції носіїв заряду, з тепловим, хімічним накачуванням і деякі інші.

Спектр випромінювання лазера є такою ознакою класифікації. Якщо випромінювання зосереджено у вузькому інтервалі довжин хвиль, прийнято вважати лазер монохроматичным й у його технічних даних вказується конкретна довжина хвилі; якщо в широкому інтервалі, слід вважати лазер широкосмуговим і вказується діапазон довжин хвиль.

За характером випромінюваної енергії розрізняють імпульсні лазери та лазери з безперервним випромінюванням. Не слід змішувати поняття імпульсний лазер і лазер з частотною модуляцією безперервного випромінювання, оскільки в другому випадку ми отримуємо по суті переривчасте випромінювання різної частоти. Імпульсні лазери мають велику потужність в одиночному імпульсі, що досягають 10 Вт, тоді як їхня середньоімпульсна потужність, що визначається за відповідними формулами, порівняно невелика. У безперервних лазерів з частотною модуляцією потужність так званому імпульсі нижче потужності безперервного випромінювання.

За середньою вихідною потужністю випромінювання (наступна ознака класифікації) лазери поділяються на:

· Високоенергетичні (створювана щільність потоку потужність випромінювання на поверхні об'єкта або біооб'єкта - понад 10 Вт/см2);

· Середньоенергетичні (створювана щільність потоку потужність випромінювання - від 0,4 до 10 Вт/см2);

· Низькоенергетичні (створювана щільність потоку потужність випромінювання - менше 0,4 Вт/см2).

· м'яке (створювана енергетична опроміненість - Е або щільність потоку потужності на поверхні, що опромінюється - до 4 мВт/см2);

· Середнє (Е - від 4 до 30 мВт/см2);

· Жорстке (Е - більше 30 мВт/см2).

Відповідно до «Санітарних норм і правил улаштування та експлуатації лазерів № 5804-91» за ступенем небезпеки генерованого випромінювання для обслуговуючого персоналу лазери поділяються на чотири класи.

До лазерів першого класу відносяться такі технічні пристрої, вихідне коліміноване (ув'язнене в обмеженому тілесному вугіллі) випромінювання яких не становить небезпеки при опроміненні очей і шкіри людини.

Лазери другого класу - це пристрої, вихідне випромінювання яких становить небезпеку при опроміненні очей прямим і дзеркально відбитим випромінюванням.

Лазери третього класу - це пристрої, вихідне випромінювання яких становить небезпеку при опроміненні очей прямим і дзеркально відбитим, а також дифузно відбитим випромінюванням на відстані 10 см від поверхні, що дифузно відбиває, і (або) при опроміненні шкіри прямим і дзеркально відбитим випромінюванням.

Лазери четвертого класу - це пристрої, вихідне випромінювання яких становить небезпеку при опроміненні шкіри дифузно відбитим випромінюванням на відстані 10 см від поверхні, що дифузно відображає.

Можливість виготовлення з техніки, що не використовується або прийшла в непридатність, чогось корисного приваблює багатьох домашніх майстрів. Одним із таких корисних пристроїв є лазерний різак. Маючи у своєму розпорядженні подібний апарат (деякі роблять його навіть із звичайної лазерної указки), можна виконувати декоративне оформлення виробів із різних матеріалів.

Які матеріали та механізми потрібні

Щоб виготовити найпростіший лазерний різак своїми руками, вам знадобляться такі матеріали та технічні пристрої:

• лазерна вказівка;
• звичайний ліхтарик, оснащений акумуляторними батареями;
• старий пишучий дисковод (CD/DVD-RW), оснащений лазерним приводом (цілком необов'язково, щоб такий дисковод перебував у робочому стані);
• паяльник;
• набір слюсарних інструментів.

Таким чином, можна виготовити найпростіший пристрій лазерного різання, використовуючи матеріали, які легко знайти в домашній майстерні або в гаражі.

Процес виготовлення найпростішого лазерного різака

Основним робочим елементом саморобного різака запропонованої конструкції є лазерний елемент пишучого комп'ютерного дисководу. Вибирати саме пишучу модель дисковода слід тому, що лазер у таких пристроях відрізняється вищою потужністю, що дозволяє випалювати доріжки на поверхні встановленого в них диска. У конструкції дисковода зчитувального типу також є лазерний випромінювач, але його потужність, використовувана лише для підсвічування диска, невисока.

Лазерний випромінювач, яким оснащується дисковод, розміщується на спеціальній каретці, здатної пересуватися в двох напрямках. Щоб зняти випромінювач з каретки, необхідно звільнити його від великої кількості кріпильних елементів та роз'ємних пристроїв. Знімати їх слід дуже обережно, щоб не пошкодити лазерний елемент. Крім звичайних інструментів, для вилучення червоного лазерного діода (а для оснащення лазерного саморобного різака потрібен саме він) потрібно паяльник, щоб акуратно звільнити діод від паяних з'єднань. Виймаючи випромінювач з посадкового місця, слід дотримуватися акуратності та обережності, щоб не піддавати його сильному механічному впливу, який може стати причиною його виходу з ладу.

Випромінювач, витягнутий з комп'ютерного дисководу, необхідно встановити замість світлодіода, яким спочатку укомплектована лазерна указка. Для виконання такої процедури лазерну указку потрібно розібрати, розділивши її на дві частини. У верхній з них і знаходиться світлодіод, який слід витягти і замінити на лазерний випромінювач від комп'ютерного дисковода, що пише. Закріплюючи такий випромінювач у корпусі указки, можна використовувати клей (важливо лише стежити за тим, щоб вічко випромінювача розташовувалося строго по центру отвору, призначеного для виходу променя).

Напруги, яку виробляють джерела живлення в лазерній указці, недостатньо для того, щоб забезпечити ефективність використання лазерного різака, тому застосовувати їх для такого пристрою недоцільно. Для найпростішого лазерного різака підійдуть акумуляторні батареї, які використовуються у звичайному електричному ліхтарику. Таким чином, сумісивши нижню частину ліхтарика, в якій розміщуються його акумуляторні батареї, з верхньою частиною лазерної указки, де вже знаходиться випромінювач від комп'ютерного дисководу, можна отримати цілком працездатний лазерний різак. Виконуючи таке поєднання, дуже важливо дотриматися полярності акумуляторних батарей, які живитимуть електроенергією випромінювач.

Перед складання саморобного ручного лазерного різака запропонованої конструкції з наконечника указки необхідно витягти встановлене в ньому скло, яке перешкоджатиме проходженню лазерного променя. Крім того, треба ще раз перевірити правильність з'єднання випромінювача з елементами живлення, а також те, наскільки точно розташовується його вічко по відношенню до вихідного отвору наконечника указки. Після того, як всі елементи конструкції будуть надійно з'єднані між собою, можна приступати до використання різака.

Звичайно, за допомогою такого малопотужного лазера не вдасться розрізати металевий лист, не підійде він і для робіт по дереву, але для вирішення нескладних завдань, пов'язаних із різкою картону або тонких полімерних листів, він годиться.

За описаним вище алгоритмом можна виготовити і потужніший лазерний різак, дещо вдосконаливши запропоновану конструкцію. Зокрема, такий пристрій необхідно додатково оснастити такими елементами, як:

• конденсатори, ємність яких становить 100 пФ та 100 мФ;
• резистори з параметрами 2-5 Ом;
• коліматор – пристрій, який використовується для того, щоб зібрати світлові промені, що проходять через нього, у вузький пучок;
• світлодіодний ліхтарик із сталевим корпусом.

Конденсатори та резистори у конструкції такого лазерного різака необхідні для того, щоб створити драйвер, через який електричне живлення надходитиме від акумуляторних батарей до лазерного випромінювача. Якщо не використовувати драйвер і пустити струм безпосередньо на випромінювач, останній може відразу вийти з ладу. Незважаючи на більш високу потужність, такий лазерний верстат для різання фанери, товстого пластику і тим більше металу також не вийде.

Як виготовити потужніший апарат

Домашніх майстрів часто цікавлять і потужніші лазерні верстати, які можна виготовити своїми руками. Зробити лазер для різання фанери своїми руками і навіть лазерний різак по металу цілком можливо, але для цього необхідно придбати відповідні комплектуючі. При цьому краще відразу виготовити свій лазерний верстат, який відрізнятиметься гідною функціональністю та працюватиме в автоматичному режимі, керуючись зовнішнім комп'ютером.

Залежно від того, цікавить вас своїми руками або вам необхідний апарат для робіт з дерева та інших матеріалів, слід правильно підбирати основний елемент такого обладнання – лазерний випромінювач, потужність якого може бути різною. Природно, лазерне різання фанери своїми руками виконується пристроєм меншої потужності, а лазер для різання металу повинен оснащуватися випромінювачем, потужність якого становить не менше 60 Вт.

Щоб виготовити повноцінний лазерний верстат, у тому числі і для різання металу своїми руками, знадобляться такі витратні матеріали та комплектуючі:

1. контролер, який відповідатиме за зв'язок між зовнішнім комп'ютером та електронними компонентами самого пристрою, тим самим забезпечуючи керування його роботою;
2. електронна плата, обладнана інформаційним дисплеєм;
3. лазер (його потужність вибирається в залежності від матеріалів, для обробки яких буде використовуватися різак, що виготовляється);
4. крокові двигуни, які відповідатимуть за переміщення робочого столу пристрою у двох напрямках (як такі двигуни можна застосовувати крокові електромотори від принтерів або DVD-плеєрів, що не використовуються);
5. охолодний пристрій для випромінювача;
6. регулятор DC-DC, який контролюватиме величину напруги, що подається на електронну плату випромінювача;
7. транзистори та електронні плати для керування кроковими електродвигунами різака;
8. кінцеві вимикачі;
9. шківи для встановлення зубчастих ременів та самі ремені;
10. корпус, розмір якого дозволяє розмістити в ньому всі елементи конструкції, що збирається;
11. шарикопідшипники різного діаметра;
12. болти, гайки, гвинти, стяжки та хомути;
13. дерев'яні дошки, з яких буде виготовлено робочу раму різака;
14. металеві стрижні діаметром 10 мм, які будуть використовуватися як напрямні елементи;
15. комп'ютер та USB-кабель, за допомогою якого він з'єднуватиметься з контролером різака;
16. набір слюсарних інструментів.

Якщо лазерний верстат ви плануєте використовувати для робіт по металу своїми руками, його конструкція повинна бути посиленою, щоб витримувати вагу металевого листа, що обробляється.

Наявність комп'ютера і контролера в конструкції такого пристрою дозволяє використовувати його не тільки як лазерний різак, але і як гравірувальний апарат. За допомогою даного обладнання, робота якого керується спеціальною комп'ютерною програмою, можна з високою точністю та деталізацією наносити найскладніші візерунки та написи на поверхню виробу, що обробляється. Відповідну програму можна знайти у вільному доступі до Інтернету.

За своєю конструкцією лазерний верстат, який можна виготовити своїми руками, є пристроєм човникового типу. Його рухливі та напрямні елементи відповідають за переміщення робочої головки по осях X і Y. За вісь Z приймається глибина, на яку виконується різання матеріалу, що обробляється. За переміщення робочої головки лазерного різака представленої конструкції, як говорилося вище, відповідають крокові електродвигуни, які фіксуються на нерухомих частинах рами пристрою і з'єднуються з рухомими елементами за допомогою зубчастих ременів.

Рухлива каретка саморобного різання

Опора ковзання Головка з лазером та радіатором Каретка у зборі

Виготовлення основи верстата

Розміщення каретки на стійках

Багато хто з вас напевно чув, що виготовити лазерну указку або навіть ріжучий промінь цілком можна вдома, використовуючи прості підручні засоби, але як зробити лазер самостійно, відомо мало кому. Перш ніж розпочинати роботу над ним, обов'язково ознайомтеся з технікою безпеки.

Правила безпеки під час роботи з лазером

Неправильне використання променя, особливо високої потужності, може призвести до псування майна, а також сильно нашкодити вашому здоров'ю чи здоров'ю сторонніх спостерігачів. Тому, перш ніж випробовувати власноруч зроблений екземпляр, запам'ятайте такі правила:

1. Простежте, щоб у кімнаті, де проводяться випробування, не було тварин чи дітей.
2. Ніколи не спрямовуйте промінь на тварин або людей.
3. Використовуйте захисні окуляри, наприклад, окуляри, які застосовуються під час зварювальних робіт.
4. Пам'ятайте, що навіть відбитий промінь може зашкодити зору. Ніколи не світіть лазером у вічі.
5. Не використовуйте лазер для займання предметів у закритому приміщенні.

Найпростіший лазер з комп'ютерної миші

Якщо лазер необхідний вам тільки для розваги, достатньо знати, як зробити лазер в домашніх умовах з мишки. Його потужність буде зовсім незначною, зате і виготовити його не складе. Знадобиться лише комп'ютерна мишка, невеликий паяльник, батарейки, дроти та тумблер відключення.

Спочатку мишу потрібно розібрати. Важливо не виламувати робили, а акуратно розкручувати та знімати їх по порядку. Спершу верхній кожух, за ним нижній. Далі, використовуючи паяльник, потрібно прибрати лазер мишки з плати та припаяти до нього нові дроти. Тепер залишається приєднати їх до тумблера відключення та підвести проводки до контактів батарейок. Батарейки можна використовувати будь-якого типу: і пальчикові, і так звані млинці.

Таким чином, найпростіший лазер готовий.

Якщо слабкого променя вам мало, і вам цікаво як зробити лазер в домашніх умовах з підручних засобів з досить великою потужністю, то варто спробувати складніший спосіб його виготовлення, використовуючи при цьому DVD-RW привід.

Для роботи вам знадобляться:

• DVD-RW привід (швидкість запису має становити не менше 16х);
• акумулятор ААА, 3 шт.;
• резистор (від двох до п'яти Ом);
• коліматор (замінити можна деталлю від дешевої китайської лазерної указки);
• конденсатори 100 пФ та 100 мФ;
• ліхтар світлодіодний із сталі;
• дроти та паяльник.

Хід виконання робіт:

Перше, що нам потрібно, – це лазерний діод. Розташований він у каретці DVD-RW приводу. Він має більший радіатор, ніж звичайний інфрачервоний діод. Але будьте обережні, ця деталь є дуже крихкою. Поки діод не встановлений, краще зробити обмотку його виведення дротом, оскільки він занадто чутливий до статичної напруги. Зверніть особливу увагу на полярність. Якщо харчування підвести невірно - діод відразу вийде з ладу.

З'єднайте деталі за наступною схемою: акумулятор, кнопка увімкнення/вимкнення, резистор, конденсатори, лазерний діод. Коли працездатність конструкції перевірена, залишається придумати для лазера зручний корпус. Для цього цілком підійде сталевий корпус від звичайного ліхтаря. Не забудьте також про коліматор, адже саме він перетворює випромінювання на тоненький промінь.

Тепер, коли ви знаєте, як зробити лазер у домашніх умовах, не забувайте про дотримання техніки безпеки, зберігайте його у спеціальному чохлі та не носіть із собою, оскільки правоохоронні органи можуть висунути вам претензії з цього приводу.

Дивіться відео: Лазер із DVD приводу в домашніх умовах та своїми руками

Лазерний різак - унікальний пристрій, який корисно мати в гаражі кожного сучасного чоловіка. Виготовити лазер для різання металу своїми руками - нескладно, головне дотримуватися простих правил. Потужність такого пристрою буде невелика, але є способи збільшити її за рахунок підручних пристроїв. Функціонала виробничої машини, яка без прикрашання - може все саморобкою не досягти. Але для побутових справ цей агрегат підійде дуже до речі. Давайте розглянемо, як його зробити.

Як зробити лазерний різак у гаражі

Все геніально просто, тому для створення такого обладнання, яке здатне вирізати найкрасивіші візерунки в міцних сталях, можна зробити з підручних матеріалів. Для виготовлення обов'язково знадобиться стара лазерна указка. Крім цього, слід запастися:

1. Ліхтарик, що працює на акумуляторних батарейках.
2. Старий DVD-ROM, з якого нам потрібно витягти матрицю з лазерним приводом.
3. Паяльник та набір викруток для закручування.

Першим кроком буде розбирання приводу старого дисководу комп'ютера. Звідти нам слід витягти прилад. Будьте обережні, щоб не пошкодити сам пристрій. Привід дисководу повинен бути пишучим, а не просто читає, справа в будові матриці пристрою. Зараз подробиці вдаватися не будемо, але просто використовуйте сучасні неробочі моделі.

Після цього, вам обов'язково потрібно буде витягти червоний діод, який пропалює диск під час запису на нього інформації. Просто взяли паяльник і розпаяли кріплення цього діода. Тільки в жодному разі не кидайте його. Це чутливий елемент, який може швидко зіпсуватися при пошкодженнях.

При складанні самого лазерного різака слід врахувати таке:

1. Куди краще встановити червоний діод
2. Яким чином будуть запитуватись елементи всієї системи
3. Як розподілятимуться потоки електричного струму до деталей.

Пам'ятайте! На діод, який виконуватиме пропалення, потрібно набагато більше електрики, ніж на елементи вказівки.

Вирішується ця проблема просто. Діод із вказівки змінюється червоною лампочкою із приводу. Розібрати вказівку слід з тією ж акуратністю, що і дисковод, пошкодження роз'ємів та власників, зіпсують ваш майбутній своїми руками. Коли ви це зробили, можна розпочинати виготовлення корпусу для саморобки.

Для цього вам знадобиться ліхтарик та акумуляторні батареї, які запитають лазерний різак. Завдяки ліхтарику у вас вийде зручна та компактна деталь, яка не займає багато місця у побуті. Ключовим моментом обладнання такого корпусу є правильно підібрати полярність. Видаляється захисне скло з колишнього ліхтарика, щоб воно не було перепоною для спрямованого променя.

Наступною дією є запитка самого діода. Для цього вам необхідно підключити його до зарядки акумуляторної батареї, дотримуючись полярності. На завершення проконтролювати:

• Надійність фіксації пристрою в затискачах та фіксаторах;
• Полярність устрою;
• Спрямованість променя.

Неточності докрутити, а коли все готове, можна привітати себе з успішною завершеною роботою. Різак готовий до використання. Єдине, що потрібно пам'ятати - його потужність набагато менша, ніж потужність виробничого аналога, тому занадто товстий метал йому не під силу.

Обережно! Потужності пристрою достатньо, щоб нашкодити вашому здоров'ю, тому будьте обережні під час керування і намагайтеся не запихати пальці під промінь.

Посилення саморобної установки

Для посилення потужності та щільності променя, який і є головним різальним елементом, слід приготувати:

• 2 «кондери» на 100 пФ та мФ;
• Опір на 2-5 Ом;
• 3 акумуляторні батареї;
• Коліматор.

Ту установку, яку ви вже зібрали, можна посилити, щоб у побуті отримати достатньо потужності для будь-яких робіт з металом. При роботі над посиленням пам'ятайте, що включити безпосередньо в розетку ваш різак буде для нього самогубством, тому слід подбати про те, щоб струм спочатку потрапляв на конденсатори, після чого віддавався батарейкам.

За допомогою додавання резисторів ви можете підвищити потужність установки. Щоб ще більше збільшити ККД пристрою, використовуйте коліматор, який монтується для накопичення променя. Продається така модель в будь-якому магазині для електрика, а ціна коливається від 200 до 600 рублів, тому купити її не складно.

Далі схема складання виконується так само, як було розглянуто вище, тільки слід навколо діода накрутити алюмінієвий дріт, щоб усунути статичність. Після цього ви маєте виміряти силу струму, для чого береться мультиметр. Обидва кінці приладу підключаються на діод, що залишився, і вимірюються. Залежно від потреб ви можете врегулювати показники від 300 до 500 мА.

Після того, як калібрування струму виконане, можна переходити до естетичного декорування вашого різака. Для корпусу цілком зійде старий сталевий ліхтарик на світлодіодах. Він компактний і вміщується у кишені. Щоб лінза не забруднилася, обов'язково обзаведіться чохлом.

Зберігати готовий різак слід у коробці або чохлі. Туди не повинен потрапляти пил або волога, інакше пристрій буде виведено з ладу.

У чому різниця між готовими моделями

Вартість є головною причиною, чому безліч умільців вдаються до виготовлення лазерного різака своїми руками. А принцип роботи полягає в наступному:

1. Завдяки створенню спрямованого лазерного променя відбувається вплив на метал.
2. Потужне випромінювання змушує матеріал випаровуватися та виходити під силою потоку.
3. В результаті завдяки малому діаметру лазерного променя виходить високоякісний зріз заготовки.

Глибина врізування залежатиме від потужності комплектуючих. Якщо заводські моделі обладнані висококласними матеріалами, які забезпечують достатній показник поглиблення. То саморобні моделі здатні впоратися врізатися на 1-3 див.

Завдяки таким лазерним установкам можна зробити унікальні візерунки у паркані приватного будинку, що комплектують для декорування воріт або огорож. Існує всього 3 види різаків:

1. Твердотільні.Принцип роботи пов'язаний з використанням спеціальних сортів скла або кристаликів світлодіодного устаткування. Це недорогі виробничі установки, що використовуються на виробництві.
2. Волоконні.Завдяки використанню оптичного волокна можна отримати потужний потік та достатню глибину врізування. Вони є аналогами твердотільних моделей, але завдяки своїм можливостям і характеристикам за продуктивністю краще за них. Але й дорожче.
3. Газові.З назви зрозуміло, що з роботи використовується газ. Це може бути азот, гелій, вуглекислий газ. ККД таких пристроїв на 20% вище, ніж у попередніх. Їх використовують для різання, зварювання полімерів, гуми, скла та навіть металу з дуже великим рівнем теплопровідності.

У побуті без особливих витрат можна отримати тільки твердотільний лазерний різак, але його потужності при грамотному посиленні, яке було розібрано вище, вистачає для виконання побутових робіт. Тепер у вас є знання щодо виготовлення такого пристрою, а далі лише діяти та пробувати.

А у вас є досвід у розробці лазерного різака по металу своїми руками? Поділіться з читачами, залишивши під цією статтею коментар!

Хто в дитинстві не мріяв про лазері? Деякі чоловіки мріють досі. Звичайні лазерні указки з невеликою потужністю вже давно не актуальні, тому що їхня потужність залишає бажати кращого. Залишається 2 шляхи: купити дорогий лазер або зробити його в домашніх умовах із підручних засобів.

• Зі старого або зламаного DVD приводу
• З комп'ютерної миші та ліхтарика
• З комплекту деталей, куплених у магазині електроніки

Як зробити лазер у домашніх умовах зі старогоDVDприводу

1. Знайдіть неробочий або непотрібний привід DVD, що має функцію запису зі швидкістю запису вище 16x, які видають потужність більше 160 мВт. Чому не можна взяти пишучий CD, спитайте ви. Справа в тому, що його діод випромінює інфрачервоне світло, не видиме людським оком.
2. Вийміть лазерну головку з приводу. Для доступу до “нутрощів” відкрутіть гвинти, що знаходяться на нижній частині приводу та вийміть лазерну головку, яка також утримується за допомогою гвинтів. Вона може перебувати в оболонці або під прозорим віконцем, а може зовсім зовні. Найскладніше – витягти з неї сам діод. Увага: діод дуже чутливий до статичної електрики.
3. Зробіть лінзу, без якої використання діода буде неможливо. Можна використовувати звичайне збільшувальне скло, але тоді щоразу його доведеться крутити і налаштовувати. Або можна придбати інший діод у комплекті з лінзою, а потім замінити його на діод, витягнутий із приводу.
4. Далі доведеться купити або зібрати схему для живлення діода та зібрати конструкцію докупи. У діоді DVD приводу як негативний висновок виступає центральний контакт.
5. Підключіть відповідне джерело живлення та сфокусуйте лінзу. Залишилося тільки знайти відповідний контейнер для лазера. Можна для цих цілей використовувати металевий ліхтарик, що підходить за розміром.
6. Рекомендуємо подивитися цей ролик, де все показано докладно:

Як зробити лазер з комп'ютерної миші

Потужність лазера, зробленого з комп'ютерної мишки, буде набагато менша, ніж потужність лазера, виготовленого попереднім способом. Процедура виготовлення не дуже відрізняється.

1. Насамперед знайдіть стару або непотрібну мишу з видимим лазером будь-якого кольору. Мишки з невидимим свіченням не підійдуть із зрозумілих причин.
2. Далі обережно розберіть її. Усередині помітите лазер, який доведеться відпоювати за допомогою паяльника
3. Тепер повторіть пункти 3-5 з вищеописаної інструкції. Відмінність таких лазерів, повторимося, лише у потужності.

Кожен із нас тримав у руках лазерну указку. Незважаючи на декоративність застосування, в ній знаходиться справжнісінький лазер, зібраний на основі напівпровідникового діода. Такі ж елементи встановлюються на лазерних рівнях.

Наступний популярний виріб, зібраний на напівпровіднику - записуючий DVD-привід вашого комп'ютера. У ньому встановлено більш потужний лазерний діод, що має термічну руйнівну силу.

Це дозволяє пропалювати шар диска, наносячи на нього доріжки із цифровою інформацією.

Як працює напівпровідниковий лазер?

Пристрої такого типу недорогі у виробництві, конструкція досить масова. Принцип лазерних (напівпровідникових) діодів ґрунтується на використанні класичного p-n переходу. Працює такий перехід, як і у звичайних світлодіодах.

Різниця в організації випромінювання: світлодіоди випромінюють спонтанно, а лазерні діоди вимушено.

Загальний принцип формування так званої заселеності квантового випромінювання виконується без дзеркал. Краї кристала сколюються механічним шляхом, забезпечуючи ефект заломлення на торцях, на кшталт дзеркальної поверхні.

Для отримання різного типу випромінювання може використовуватися «гомоперехід», коли обидва напівпровідники однакові, або «гетероперехід» з різними матеріалами переходу.

Власне лазерний діод є доступною радіодеталлю. Його можна купити в магазинах, що торгують радіодеталями, а можна витягти зі старого приводу DVD-R (DVD-RW).

Важливо! Навіть простий лазер, який використовується у світлових указках, може серйозно пошкодити сітківку ока.

Більш потужні установки, що пропалюють променем, можуть позбавити зору або нанести опіки шкірного покриву. Тому при роботі з подібними пристроями дотримуйтесь граничної обережності.

Маючи у розпорядженні такий діод, ви зможете легко виготовити потужний лазер своїми руками. Фактично, виріб може бути безкоштовним, або обійдеться вам за смішні гроші.

Лазер своїми руками із ДВД приводу

Для початку необхідно роздобути сам привід. Його можна зняти зі старого комп'ютера або придбати за символічну вартість на барахолці.

Інформація: Чим вище заявлена ​​швидкість запису, тим потужніший лазер, що пропалює, застосовується в приводі.

Знявши корпус, і від'єднавши шлейфи, що управляють, демонтуємо пишучу головку разом з кареткою.

Порядок вилучення лазерного діода:

1. З'єднуємо ніжки діода між собою за допомогою дроту (шунтуємо). При демонтажі може накопичитись статична електрика, і діод може вийти з ладу
2. Видаляємо алюмінієвий радіатор. Він досить крихкий, має кріплення, конструктивно «заточене» під конкретний привід ДВД, і при подальшій експлуатації не потрібен. Просто перекушуємо радіатор кусачками (не пошкоджуючи діод)
3. Випаюємо діод, звільняємо ніжки від шунта.

Елемент виглядає так:

Наступний важливий елемент – схема живлення лазера.Використовувати блок живлення з приводу DVD не вийде. Він інтегрований у загальну схему управління, витягти його звідти технічно неможливо. Тому виготовляємо схему живлення самостійно.

Є спокуса просто підключити 5 вольт з обмежувальним резистором і не мучитися зі схемою. Це неправильний підхід, оскільки будь-які світлодіоди (у тому числі і лазерні) живляться не напругою, а струмом. Відповідно потрібен струмовий стабілізатор. Найдоступніший варіант – використання мікросхеми LM317.

Вихідний резистор R1 підбирається відповідно до струму живлення лазерного діода. У цій схемі струм повинен відповідати 200 мА.

Зібрати лазер своїми руками можна в корпусі від світлової указки, або придбати готовий модуль для лазера в магазинах електроніки або китайських сайтах (наприклад, Алі Експрес).

Перевага такого рішення – ви отримуєте готову лінзу, що регулюється, в комплекті. Схема блоку живлення (драйвер) легко вміщується у корпусі модуля.

Якщо ви вирішили виготовити корпус самостійно, з якоїсь металевої трубки – можна використовувати штатну лінзу від того ж приводу DVD. Тільки треба буде вигадати спосіб кріплення, і можливість юстування фокусу.

Важливо! Фокусувати промінь необхідно за будь-якої конструкції. Він може бути паралельним (якщо потрібна дальність) або конусоподібним (при необхідності одержати концентровану термічну пляму).

Лінза в комплекті з регулюючим пристроєм називається коліматором.

Щоб правильно підключити лазер із двд приводу, потрібна схема контактів.Ви можете відстежити мінусовий та плюсовий провід з маркування, на монтажній платі. Зробити це потрібно перед демонтажем діода. Якщо такої можливості немає – скористайтеся типовою підказкою:

Мінусовий контакт має електричний зв'язок із корпусом діода. Знайти його не важко. Щодо мінусу, розташованого внизу, плюсовий контакт буде праворуч.

Якщо у вас триніжний лазерний діод (а таких більшість), зліва буде або контакт, що не використовується, або підключення фотодіода. Так буває, якщо в одному корпусі розташований і елемент, що пропалює і зчитує.

Основний корпус підбирається виходячи з розміру батарей або акумуляторів, які ви плануєте використовувати. В нього акуратно закріпіть свій саморобний лазерний модуль і прилад готовий до застосування.

За допомогою такого інструменту можна займатися гравіюванням, випалюванням по дереву, розкриємо легкоплавких матеріалів (тканина, картон, фетр, пінопласт та ін.).

Як зробити ще потужніший лазер?

Якщо вам необхідний різак по дереву або пластику, потужності стандартного діода з приводу ДВД недостатньо. Знадобитися або готовий діод потужністю 500-800 мВт, або доведеться витратити багато часу на пошуки відповідних DVD приводів. У деяких моделях LG та SONY встановлюються лазерні діоди потужністю 250-300 мВт.

Головне – такі технології доступні для самостійного виготовлення.

Покрокова відео інструкція, що розповідає, як зробити своїми руками лазер з ДВД приводу

Здрастуйте пані та панове. Сьогодні я відкриваю серію статей, присвячених потужним лазерам, бо хабрапошук каже, що люди шукають подібні статті. Хочу розповісти, як можна в домашніх умовах зробити досить потужний лазер, а також навчити вас використовувати цю міць не просто для того, щоб «посвятити на хмари».

Попередження!

У статті описано виготовлення потужного лазера ( 300мВт ~ потужність 500 китайських указок), який може завдати шкоди вашому здоров'ю та здоров'ю оточуючих! Будьте дуже обережні! Використовуйте спеціальні захисні окуляри та не спрямовуйте промінь лазера на людей та тварин!

Дізнаємося.

На Хабре всього кілька разів проскакували статті про портативні лазери Dragon Lasers, таких, як Hulk. У цій статті я розповім, як можна зробити лазер, який не поступається за потужністю більшості моделей, що продаються в цьому магазині.

Готуємо.

Для початку потрібно підготувати всі комплектуючі:
- неробочий (або робочий) DVD-RW привід зі швидкістю запису 16х або вище;
- конденсатори 100 пФ та 100 мФ;
- резистор 2-5 Ом;
- три акумулятори ААА;
- паяльник та дроти;
- коліматор (або китайська указка);
- Сталевий світлодіодний ліхтар.

Це необхідний мінімум для виготовлення найпростішої моделі драйвера. Драйвер - це, власне, плата, яка буде виводити наш лазерний діод на потрібну потужність. Підключати безпосередньо джерело живлення до лазерного діода не варто – вийде з ладу. Лазерний діод потрібно живити струмом, а чи не напругою.

Коліматор - це, власне, модуль із лінзою, яка зводить все випромінювання у вузький промінь. Готові коліматор можна купити в радіомагазинах. У таких вже відразу є зручне місце для встановлення лазерного діода, а вартість складає 200-500 рублів.

Можна використовувати і коліматор з китайської указки, однак лазерний діод буде складно закріпити, а сам корпус коліматора, напевно, буде зроблений з металізованого пластику. А значить наш діод погано охолоджуватиметься. Але це можливо. Саме такий варіант можна переглянути наприкінці статті.

Робимо.

Спочатку необхідно видобути сам лазерний діод. Це дуже тендітна і маленька деталь нашого DVD-RW приводу – будьте обережні. Потужний червоний лазерний діод знаходиться у каретці нашого приводу. Відрізнити його від слабкого можна за радіатором більшого розміру, ніж у звичайного ІЧ-діода.

Рекомендується використовувати антистатичний браслет, оскільки лазерний діод дуже чутливий до статичної напруги. Якщо браслета немає, то можна обмотати висновки діода тонким зволіканням, поки він чекатиме установки в корпус.

За цією схемою потрібно спаяти драйвер.

Чи не переплутайте полярність! Лазерний діод також вийде з ладу миттєво при неправильній полярності живлення, що підводиться.

На схемі вказаний конденсатор 200 мФ, проте для портативності цілком вистачить і 50-100 мФ.

Пробуємо.

Перед тим, як встановлювати лазерний діод і збирати все в корпус, перевірте працездатність драйвера. Підключіть інший лазерний діод (неробочий або другий, що з приводу) та заміряйте силу струму мультиметром. Залежно від швидкісних характеристик силу струму слід вибирати правильно. Для 16-х моделей цілком підійде 300-350мА. Для найшвидших 22х можна подати навіть 500мА, але вже зовсім іншим драйвером, виготовлення якого планую описати в іншій статті.

Виглядає жахливо, але працює!

Естетика.

Зібраним на вазі лазером похвалитися можна тільки перед такими ж божевільними техно-маніяками, але для краси та зручності краще зібрати в зручний корпус. Тут краще вибрати самому, як сподобається. Я ж змонтував усю схему у звичайний світлодіодний ліхтар. Його розміри не перевищують 10х4см. Проте, не раджу носити його із собою: чи мало яких претензій можуть пред'явити відповідні органи. А зберігати краще в спеціальному чохлі, щоб не запорошилася чутлива лінза.

Це варіант з мінімальними витратами – використовується коліматор від китайської указки:

Використання фабрично-виготовленого модуля дозволить отримати такі результати:

Промінь лазера видно увечері:

І, зрозуміло, у темряві:

Можливо.

Так, я хочу в наступних статтях розповісти та показати, як можна використовувати подібні лазери. Як зробити набагато потужніші екземпляри, здатні різати метал і дерево, а не тільки підпалювати сірники та плавити пластик. Як виготовляти голограми та сканувати предмети для отримання моделей 3D Studio Max. Як зробити потужний зелений або синій лазери. Сфера застосування лазерів досить широка, і однією статтею не обійтися.

Потрібно пам'ятати.

На забувайте про техніку безпеки! Лазери – це не іграшка! Бережіть очі!

Іноді з непотрібних речей, що зберігаються вдома, можна змайструвати щось дійсно неймовірне і корисне. У вас вдома завалявся старий DVD-RW (пишучий) привод? Ми підкажемо вам, як зробити потужний лазер у домашніх умовах, запозичивши елементи з нього.

Техніка безпеки

Пристрій, який ми отримаємо, - це не невинна іграшка! Перед тим, як зробити лазер, подбайте про свою безпеку: попадання променя в очі згубно для сітківки, особливо якщо винахід потужний. Тому радимо вам робити всі роботи в спеціальних захисних окулярах, які врятують ваш зір, якщо щось піде не так, і ви випадково направите лазерний промінь собі або товаришеві в очі.

Використовуючи лазер надалі, пам'ятайте про просту техніку безпеки:

• Не спрямовуйте лазерний промінь на легкозаймисті або вибухонебезпечні предмети.
• Не світіть у світловідбиваючі поверхні (скла, дзеркала).
• Навіть пущений з відстані до 100 м промінь лазера становить небезпеку для сітківки ока людини та тварин.

Робота з лазерним модулем

Головне, що нам потрібно, - це привід, що пише. Зауважте, що вище в нього швидкість запису, то потужнішим буде наш лазер з DVD. Зрозуміло, що після вилучення лазерного модуля техніка стане неробочою, тому розбирайте тільки такий пристрій, який вам вже більше не знадобиться.

А тепер починаємо:

Перша частина нашої роботи позаду. Переходимо до наступного важливого етапу.

Складання схеми пристрою

Схема нам потрібна для того, щоб контролювати потужність нашого пристрою. В іншому випадку воно просто згорить у перше застосування. Креслення для лазера ви побачите далі.

Для нашого пристрою цілком підійде навісний монтаж. Тепер перейдемо до забезпечення електроживленням виготовленого своїми руками лазера.

Електроживлення пристрою

Мінімально нам потрібно 3,7 В. Забезпечити це можуть старі батареї від мобільних телефонів, пальчикові батарейки. Необхідно лише з'єднати їх паралельно між собою. Для перевірки роботи пристрою або стаціонарної лазерної указки підійде стабілізаційний блок живлення.

На цьому етапі можна протестувати роботу пристрою. Направте його на стіну, підлогу та увімкніть живлення. Ви повинні побачити пучок яскравого червоного кольору. У темряві виглядає як потужний інфрачервоний ліхтарик.

Ви бачите, що поки що свічення далеко від лазерного: промінь занадто широкий; він і просить, щоб його сфокусували. Цим ми й займемося далі.

Лінза для фокусування лазерного променя

Щоб відрегулювати фокусну відстань, можна обійтися запозиченою у того ж DVD-RW приводу лінзою.

Тепер знову підключіть пристрій до живлення, направивши його світло на якусь поверхню вже через цю лінзу. Вийшло? Тоді переходимо вже до заключного етапу роботи - поміщення всіх елементів у твердий корпус.

Виготовлення корпусу

Багато хто, радячи, як зробити лазер, кажуть, що модуль найпростіше помістити в корпус від маленького ліхтарика або китайської лазер-указки. Де, до речі, вже є лінза. Але давайте розберемо ситуацію, якщо ні того, ні іншого у вас під рукою не було.

Як варіант – помістити елементи у алюмінієвий профіль. Він легко розпилюється ножівкою, моделюється плоскогубцями. Сюди можна додати маленьку пальчикову батарейку. Як це зробити, вас зорієнтує фото нижче.

Обов'язково заізолюйте всі контакти. Наступним етапом йде закріплення у корпусі лінзи. Кріпити її найпростіше на пластилін - так ви зможете відрегулювати найбільш вдале положення. У деяких випадках досягається найкращий ефект, якщо ви перевернете лінзу до лазерного діода опуклою стороною.

Увімкніть лазер та відрегулюйте чіткість променя. Як тільки ви досягнете задовільних результатів, зафіксуйте лінзу в корпусі. Потім закрийте його повністю, наприклад, щільно замотавши ізолентою.

Як зробити лазер: альтернативний спосіб

Запропонуємо вам ще один, дещо відмінний спосіб виготовлення потужного саморобного лазера. Вам буде потрібно наступне:

• DVD-RW привід зі швидкістю запису 16х і більше.
• Три пальчикові батареї.
• Конденсатори 100 мФ та 100 пФ.
• Резистор від 2 до 5 Ом.
• Провід.
• Паяльник.
• Лазерна указка (або будь-який інший коліматор – так називається модуль з лінзою).
• Світлодіодний сталевий ліхтар.

Тепер подивимося, як виготовити лазер за цим методом:

1. Вже описаним способом витягніть із приводу лазерний модуль, що знаходиться в каретці пристрою. Не забувайте вберегти його від статичної напруги, обмотавши виходи тонким дротом або одягнувши антистатичний браслет.
2. За наведеною вище схемою зробіть спайку драйвера - плати, яка виводитиме нашу саморобку на потрібну потужність. Велику увагу приділіть полярності, щоб не зіпсувати чутливий до цього лазерний діод.
3. На цьому етапі ми перевірятимемо працездатність щойно зібраного драйвера. Якщо лазерний модуль від моделі зі швидкістю 16х, то йому цілком вистачить сили струму в 300-350 мА. Якщо вище (до 22х), то зупиніться на 500 мА.
4. Після того, як ви переконалися у придатності драйвера, його потрібно помістити у корпус. Це може бути як основа від китайської лазерної указки з вже вмонтованою лінзою, так і більш відповідний за розмірами корпус світлодіодного ліхтарика.

Тестування лазера

А ось і те, навіщо ви цікавилися тим, як зробити лазер. Переходимо до практичного тестування пристрою. У жодному разі не проводіть його вдома - тільки на вулиці, далеко від пожежо- і вибухонебезпечних предметів, будівель, сухостою, куп сміття і т. д. Для дослідів нам знадобиться папір, пластик, та сама ізолятора, фанера.

Отже, починаємо:

• Розташуйте на асфальті, камені, цеглини аркуш паперу. Наведіть на нього добре сфокусований промінь лазера. Ви побачите, що через деякий час листок почне димитися, а потім взагалі загориться.
• Тепер перейдемо до пластику – від впливу лазерного променя він також почне диміти. Не радимо довго проводити такі досліди: продукти горіння цього матеріалу дуже токсичні.
• Найцікавіший досвід – з фанерою, плоскою дощечкою. Сфокусованим лазером на ній можна випалити певний напис, рисунок.

Домашній лазер - це, безумовно, тонка робота та примхливий винахід. Тому цілком можливо, що ваш виріб скоро вийде з ладу, так для нього важливі певні умови зберігання та експлуатації, які не можна забезпечити вдома. Найпотужніші лазери, що з легкістю розрізають метал, можна отримати тільки в спеціалізованих лабораторіях, для любителів вони, природно, недоступні. Однак і звичайний пристрій дуже небезпечний - спрямований з великої відстані в очі людині або тварині, поблизу - легкозаймистий предмет.

У кожному будинку знайдеться стара техніка, що прийшла в непридатність. Хтось викидає її на звалище, а деякі умільці намагаються застосувати його для якихось саморобних винаходів. Так старій лазерній указці можна знайти гідне застосування – можна зробити лазерний різак своїми руками.

Щоб виготовити з невинної дрібнички справжній лазер необхідно приготувати такі предмети:

• лазерну указку;
• ліхтарик з акумуляторними батареями;
• старий, можна і не робочий записувач CD/DVD-RW. Головне, щоб у нього був привід з робочим лазером;
• набір викруток і паяльник. Краще використовувати фірмовий різак, але через брак може підійти і звичайний.

Виготовлення лазерного різака

Для початку необхідно витягти лазерний різак із приводу. Ця робота не становить жодної складності, але доведеться набратися терпіння та максимум уваги. Так як там міститься велика кількість дротів, структура у них однакова. При виборі приводу важливо враховувати наявність варіанта, оскільки саме в такій моделі лазером можна робити записи. Запис проводиться при випаровуванні тонко нанесеного шару металу із самого диска. У разі коли лазер працює на читання, він використовується впівсили, підсвічуючи диск.

При демонтажі верхніх кріплень можна виявити каретку з розташованим у ній лазером, який здатний рухатися у двох напрямках. Її слід обережно витягти шляхом відкручування, тут є велика кількість роз'ємних пристроїв і шурупів, які важливо акуратно зняти. Для подальшої роботи необхідний червоний діод, за допомогою якого здійснюється пропалення. Для його вилучення буде необхідний паяльник, а також потрібно з акуратністю прибрати кріплення. Важливо взяти на замітку, що незамінну деталь для виготовлення лазерного різака не можна струшувати і кидати, у зв'язку з цим, витягуючи лазерний діод, рекомендується виявляти обережність.

Як буде вилучено головний елемент майбутньої моделі лазера, необхідно все ретельно зважити і придумати, куди його помістити і як до нього підключити електроживлення, так як для діода лазера, що пише, необхідно набагато більше струму, ніж для діода від лазерної указки, і в цьому випадку можна використовувати кілька способів.

Далі замінюється діод у вказівці. Для створення потужного лазера уз указки має бути вилучений рідний діод, на його місце необхідно встановити аналогічний з CD/DVD-RW приводу. Указка розбирається із дотриманням послідовності.Вона повинна бути розкручена та розділена на дві частини, зверху розташовується деталь, яку потрібно замінити. Старий діод витягується і його місце встановлюється необхідний діод, який можна закріпити з допомогою клею. Трапляються випадки, коли при видаленні старого діода можуть виникнути труднощі, в цій ситуації можна скористатися ножем і трохи потрясти вказівку.

Наступною дією буде виготовлення нового корпусу. Щоб майбутній лазер можна було зручно використовувати, підключити до нього живлення і для надання йому великого вигляду можна застосувати корпус ліхтарика. Встановлюється перероблена верхня частина лазерної указки у ліхтарик та підводиться до нього живлення від акумуляторних батарей, що підключається до діода. Важливо не переплутати полярність живлення. Перед складання ліхтарика скло та частини указки потрібно витягти, оскільки воно погано проводитиме прямий хід променя лазера.

Останнім етапом є підготовка до застосування. Перед підключенням необхідно перевірити міцність закріплення лазера, правильність підключення полярності проводів і чи встановлено лазер.

Після здійснення цих нехитрих процесів лазерний різак готовий до використання. Такий лазер можна використовувати для пропалювання паперу, поліетилену, для розпалу сірників. Область застосування може бути широка, все залежатиме від фантазії.

Додаткові моменти

Можна виготовити і потужніший лазер. Для його виготовлення знадобиться:

• привод DVD-RW, можна в неробочому стані;
• конденсатори 100 пФ та 100 мФ;
• резистор 2-5 Ом;
• три акумуляторні батареї;
• дроти з паяльником;
• коліматор;
• сталевий світлодіодний ліхтарик.

Це той нехитрий набір комплектується для складання драйвера, який за допомогою плати виводитиме лазерний різак на необхідну потужність. Джерело струму до діода не можна підключати безпосередньо, оскільки він моментально зіпсується. Також важливо врахувати, що діод для лазера повинен живитись струмом, але ніяк не напругою.

Коліматором є корпус, оснащений лінзою, завдяки якій всі промені сходяться в один вузький пучок. Такі пристрої купуються в магазинах радіодеталей. Вони зручні тим, що в них вже оснащено місце для встановлення лазерного діода, а щодо вартості, то вона досить мала лише 200-500 рублів.

Можна, звичайно, застосувати корпус від указки, але лазер буде складно прикріпити. Такі моделі виготовляються із пластикового матеріалу, а це призведе до нагрівання корпусу, і він не буде достатньо охолодженим.

Принцип виготовлення аналогічний попередньому, тому що в цьому випадку також використовується лазерний діод з DVD-RW приводу.

При виготовленні необхідно застосовувати антистатичні браслети.

Це потрібно для зняття статики з лазерного діода, він дуже чутливий. За відсутності браслетів можна обійтися підручними засобами – на діод можна намотати тонкий дріт. Далі збирається драйвер.

Перед збиранням всього пристрою перевіряється робота драйвера. При цьому необхідно під'єднати неробочий або другий діод і заміряти силу струму, що подається мультиметром. Зважаючи на швидкість струму, його силу важливо підібрати за нормами. Для багатьох моделей застосовна сила струму в 300-350 мА, а більш швидкісних можна застосувати і 500 мА, але для цього повинен бути використаний зовсім інший драйвер.

Звичайно, такий лазер може зібрати будь-який непрофесійний технік, але все-таки для краси та зручності подібний пристрій найрозумніше спорудити в естетичнішому корпусі, а який саме використовувати – можна вибрати на будь-який смак. Найпрактичніше його буде зібрати в корпусі світлодіодного ліхтарика, так як його розміри компактні, всього 10х4 см. Але все ж таки носити такий пристрій не потрібно в кишені, тому що відповідні органи можуть пред'явити претензії. Таке пристосування найкраще зберігати в спеціальному чохолку, щоб уникнути запилення лінзи.