Левову частку винаходів людство зробило, спостерігаючи за природними процесами і явищами. Але по мірі розвитку технологій стали з’являтися розробки, що базуються суто на теоретичних дослідженнях. До таких належить і лазерний апарат, який за час свого існування здобув безліч різновидів і модифікацій. У домашньому господарстві даний пристрій може бути корисно як елемент далекоміра, дистанційна указка або частину проекторній системи. Але як зробити домашній лазер, не маючи при цьому виробничими потужностями і високоточними технологіями? Насправді його принципове пристрій досить просте, хоча деякі компоненти доведеться взяти з готової апаратури.
Пристрій і принцип дії лазера саморобного
Традиційно вважається, що робочим елементом – свого роду джерелом світла лазера, виступає рубіновий камінь. Але в цілях оптимізації і здешевлення конструкції навіть професійні лазери все частіше обходяться без цього стрижня. Точніше, його замінюють на альтернативні випромінювачі, причому не обов’язково твердотілі. В даному випадку можна використовувати розчин з барвниками. Як самому зробити лазер такого типу? Потрібно лампа, яка буде висвітлювати суміш, випускаючи промінь невеликої товщини близько 5 мм. Також у конструкції буде передбачатися оптична система для налаштування і фокусування світлового потоку.
Але і це не все. Лазер буде активізуватися від світлового спалаху тригера. Його конструкцію сформує комбінація елементів з кварцового скла, електродів і металевої мідно-сталевої основи. Електроди потрібно буде приєднати до висновків конденсатора, ємність якого повинна складати близько 15 мкФ з потенціалом заряду в 3 кВт. По мірі падіння тиску до необхідної величини, конденсатор буде розряджатися і відбудеться лазерна спалах.
Основа пристрою
Головний елемент саморобного лазера – трубка-підсилювач. Як вже говорилося, як буде використовуватися кварцове скло діаметром до 5 мм На торцях трубки необхідно передбачити кришки з плоскими віконцями – також з кварцу. Пристрій розміщується між двома дзеркалами, утворюючи центр оптичної системи. Тепер інше питання – як зробити лазер, органічно доповнений тригером? Для нього використовується ще одна трубка з кварцу, яку слід розміщувати паралельно першій. Обидва циліндра необхідно встановлювати у відбивному еліптичному дзеркалі.
Відбиваючись від дзеркала еліптичної форми, спалах тригера забезпечить концентрацію променя на підсилювальної трубці. Щоб ця схема працювала, важливо коректно розмістити підсилювач з тригером у фокусах відбивача. Рекомендується використовувати дзеркала з покриттям із алюмінію або срібла. Їх діаметр повинен становити приблизно 10 мм. В процесі випромінювання одне з дзеркал буде забезпечувати повне віддзеркалення світла, а друге – трохи більше половини потоку. Сегмент променя, який буде проходити через друге дзеркало, сформує лазерний промінь.
Пристрій відбивачів
Функцію відбивача виконає тонкостінна алюмінієва трубка з діаметром 2,5 і довжиною 8 див. Важливо, щоб її внутрішні поверхні були ретельно відшліфовані. Далі, вже в якості заготовочного елемента трубку необхідно акуратно деформувати, щоб її перетин знайшло форму еліпса. Як зробити лазер своїми руками з таким відбивачем? Коригувати форму можна в лещатах, а фіксувати відбивач рекомендується металевим хомутом невеликого розміру. Велика вісь деталі повинна бути встановлена паралельно відносно площини основи. Надалі тригер і підсилювач будуть інтегровані в фокуси еліпса з проміжком приблизно в 12 мм. Причому осі трубок повинні точно збігатися з фокусами алюмінієвого відбивача. Слід заздалегідь прорахувати можливості пристрою клітинок або пазів для закріплення плоских дзеркал, а також їх регулювання. Щоб забезпечити можливість налаштування кута контакту дзеркала з променем, буде незайвим передбачити і настановні метизи з пружинами.
Пристрій дзеркал
Напівпрозорі дзеркала направляються покритої поверхнею обличчям до першої кварцовою трубці-підсилювача. Проблема може виникнути тільки у виготовленні дзеркальних елементів з потрібними характеристиками. Як зробити лазер в домашніх умовах на основі посрібленого дзеркала? Спочатку береться скляна пластинка, поверхня якої ретельно знежирюється. Одна сторона виробу покривається нітрофарбою, після чого проводиться реакція сріблення. І на цьому етапі важливо врахувати один нюанс. Традиційне сріблення призводить до того, що поверхня повністю покривається тонуючим шаром. В даному випадку цього слід уникнути, так як дзеркало повинно бути напівпрозорим. Ступінь покриття визначається часом затримки заготовки в підготовленому реакційному розчині срібла. Як правило, оптимальний інтервал виводиться експериментальним шляхом, так як багато чого буде залежати від індивідуальних факторів процесу.
Барвники для лазера
Пристрій може задіяти кілька барвників, але для першого разу при створенні найпростішої конструкції можна обмежитися родамином. Це фарба оранжевого кольору, яка дозволить охопити спектр від жовто-зеленого до червоного відтінку. Приготувати родаминовый розчин допоможе метиловий спирт. Приблизно 45 мг родаміну розбавляється з ним в невеликій ємності. Як зробити лазер з іншими відтінками променя? За тією ж схемою шляхом розбавлення барвників з метиловим спиртом виготовляється відповідна суміш. Наприклад, блакитний промінь виходить з діетіламінометіл-кумарину, а флуоресцеин натрію дає яскраво-салатовий відтінок. Готовий розчин барвника повинен протікати через трубку-підсилювач на швидкості не менше 4 л/ч.
Налаштування і підготовка до роботи лазера
Після того як лазер буде готовий, його необхідно налаштувати. Власне, регулюється лише один параметр – кут між дзеркалами і трубкою. Щоб апарат працював, площину відбивання повинна орієнтуватися перпендикулярно щодо підсилювача і паралельно дзеркала в протилежному осередку фокуса. Також слід подбати про харчування пристрою. Як зробити лазер так, щоб він працював як можна довше в автономному режимі? Для цього потрібно змонтувати спеціальний блок з живильним елементом для тригера. Система буде працювати через конденсатор і проводку з мінімальним рівнем опору. Як показує практика, оптимальним варіантом лінії енергопостачання стає шина з мідними провідниками перетином 10х1 мм.
Як зробити потужний лазер?
Високопродуктивні лазерні апарати до 300 мВт можна зробити навіть на базі звичайного дисковода. Для нього потрібні конденсатори на 100 мФ і 100 пФ, світлодіодні лампи, резистори і безпосередньо привід DVD-RW, швидкість запису якого становить не менше 16х. За харчування будуть відповідати акумулятори ААА. Як зробити лазер з дисководу? Вся робоча оснащення буде базуватися на драйвері – електротехнічної платі, до якої потрібно буде паяти комплектуючі. В якості лазерного джерела потрібно використовувати спеціальний діод, але безпосередньо його підключати до системи енергопостачання не можна. Такі діоди живляться струмом, а не напругою. Також в систему включається коліматор. Це свого роду оптичний модуль, який виконає функцію перетворювача тонкого променя.
Висновок
При всій користь лазерних пристроїв, використовувати їх слід лише за крайньої необхідності, оскільки вони небезпечні в технічному і електрохімічному відношенні. Як зробити лазер з максимально безпечної робочої основою? Власне, описаний спосіб виготовлення апарату на барвниках є найменш небезпечним з точки зору шкідливого випромінювання з причини малої потужності. Але і в цьому випадку можна підвищити його безпеку шляхом інтеграції додаткових захисних фільтрів. Як мінімум це рішення убереже очі користувача та тих, хто буде знаходитися в зоні застосування пристрою.
