Содержание

«Лазерная» указка: как она устроена, чем опасна и на что сгодится? | Техника и Интернет

Особенно охотно их распространяют за символическую цену на рынках, в метро и электропоездах, то есть там, где не требуется показывать свидетельство о сертификации устройства, даже если бы оно у продавцов и было. При этом указка с псевдолазером может быть применена не только по назначению, это довольно опасная игрушка.

Устройство со слабым по мощности лучом — всего 0,5−1 милливатт (мВт). Но даже этот лучик опасен для зрения человека и животного, если его направить в глаза фронтально. Дело не столько в мощности, сколько в самом луче, который необратимо повреждает отдельные клетки сетчатки глаза даже при кратковременной экспозиции.

Если направить такой луч на кожу, к примеру, на руки, ничего не случится. Неплохой вариант применения указки с лазерным диодом может быть реализован дома — для игры с котенком. Лазерный зайчик, почти как солнечный, забавляет братьев наших меньших, а динамика его смещения, когда указка в наших руках, придает игре нешуточный (для кошки) задор.

Устройство

Первичный источник светового потока — лазерный инфракрасный светодиод с непрерывным излучением. Генерируемый диодом луч с длиной волны (инфракрасного спектра) примерно 808 нм (нанометров) проходит сквозь линзу и попадает в кристалл из оксидов неодима, иттрия и ванадия, где преобразуется в излучение с длиной волны 1064 нм. Затем световой поток проходит сквозь калий-титаново-фосфорный кристалл, который преобразует до того невидимое человеческому глазу излучение в луч с длиной волны 532−670 нм. Далее — инфракрасный фильтр, концентрация потока в пучок посредством выходной линзы и… минигиперболоид инженера Гарина готов. Почти настоящий, не смертельный, но и не вполне безопасный. Детям отдавать в игру не советую, хотя бы из-за их любопытства и желания все экспериментально испытывать на себе, в частности на своем лице и глазах.

Дальность

Надежность китайской указки поистине сравнится с вечностью и зависит от ресурса лазерного диода, который составляет не менее 50 000 часов (наработки до отказа).

Продавцы лазерных указок любят приводить в пример их дальнобойность. Но что понимать под этим определением «лазерного» луча, который очень мало рассеивается, — дело туманное. Причем как в прямом, так и в переносном смысле, ведь в туман, дождь или снег, а также в яркую солнечную погоду лазерная подсветка на расстоянии более нескольких десятков метров практически не видна, а значит, теряется весь ее смысл.

Возьмем за основу расстояние, на котором можно заметить невооруженным глазом пятнышко на цели. В вечернее время лазерной «китайской» указкой такое пятнышко диаметром не более 20 см проецируется на стену дома в прямой видимости, на расстоянии 1,12 км. И даже с такого расстояния до источника излучения, смотреть на китайский лазер не комфортно. Хотя, скорее всего, никому не придет в голову светить себе в глаз, все же выводы о безопасности китайского «гаджета» делайте, пожалуйста, сами.

Предупрежденный — защищен.

shkolazhizni.ru

Как работает лазерная указка? Принцип работы лазерной указки

Лазерные указки давно и прочно вошли в нашу жизнь. Их используют не только в школах и институтах, но и в обучающих центрах для будущих моряков, летчиков и космонавтов. Ведь для того, чтобы показать что-то на доске размером с поле для мини-гольфа, никакой указкой, кроме как лазерной, воспользоваться не удастся.

Также лазерные указки используются в военных операциях для подачи сигналов. На их основе работают коллиматоры-прицелы. Все, наверное, помнят фильмы-боевики и наведенную на лоб жертвы красную точку — это и есть лазерная указка-прицел. Военные указки настраиваются специально для подачи особых команд и напоминают больше лазерный снаряд, чем указку.

Как действует лазерная указка?

Принцип действия лазерной указки следующий: инфракрасный светодиод генерирует непрерывный луч с длиной волны около 808 нанометров, который проходит через линзу и попадает на кристалл из оксидов неодима, иттрия и ванадия. Там он преобразуется в луч с длиной волны уже 1064 нанометров.

Лазерные указки применяются не только в быту, но и в военном деле

Далее луч проходит через следующий кристалл – калиево-титаново-фосфорный. Там невидимое человеческому глазу излучение преобразуется в луч с длиной волны 532-670 нанометров. Затем с помощью инфракрасного фильтра и линзы, концентрирующей излучение в пучок, выходит лазерный луч-указка.

Особенности лазерных указок

Наверное, многие слышали, что светить указкой в глаза небезопасно. Так и есть — если луч лазерной указки направлен фронтально в глаз человеку или животному, то за несколько секунд он необратимо повредит отдельные клетки сетчатки глаза. При этом указкой можно сколько угодно светить на кожу или одежду – ничего плохого не случится. Помните:

  • Лазерные указки рассчитаны на длительный срок работы – до 50 000 часов. Хотя, конечно, китайские дешевые указки очень быстро выходят из строя. Если вы купили лазерное чудо за копейки, не надейтесь, что сможете долго им пользоваться. Детские разовые указки в виде брелоков и фонариков можно использовать в школе и для игры с кошкой.
  • Если вам нужна хорошая лазерная указка на длительное время, нужно покупать ту, которая имеет аккумулятор и может заряжаться от сети. Указки на батарейках считаются менее надежными, а аккумуляторные указки могут работать 12 часов без перерыва.

Миф о лазерных указках

Главный слух о лазерных указках – их эффективность в тумане. Увы, но при тумане, моросящем дожде, снегопаде или ярком солнце лазерная указка абсолютно бесполезна – луча не видно вообще. Но в аудиториях, в полутемных и темных презентационных залах лазерная указка способна «пробивать» расстояние до 1.12 км.

Это касается только указки с красным лучом, которые обладают мощностью не более 20 мВт. Указки с зеленым лучом имеют мощность до 1 Вт, а с синим – до 3 Вт. Но они считаются слишком дорогими для бытового использования и потому используются только в особых нуждах.

slygod.com

Как работает лазерная указка? Ответы на любые вопросы.

Лазерная указка — это портативный прибор, в котором присутствует излучатель, генерирующий когерентные и монохроматические электромагнитные волны видимого диапазона в виде луча. В качестве излучателя может использоваться лазерный диод (конструкция намного проще) или полноценный твердотельный лазер (конструкция сложнее).

Существует несколько типов лазерных указок, которые отличаются цветом и соответственно типом излучателя:

  • Красные
  • Зеленые
  • Синие
  • Бирюзовые
  • Голубые
  • Фиолетовые
  • Желтые
  • Оранжевые

Как работает лазерная указка?

Красные лазерные указки

Самые дешевые и поэтому самые распространенные. Работают от обычной таблеточной батарейки. Эта указка работает на основе красного лазерного диода, спектр излучений которого 650-660 нм. Кроме диода в указке установлена драйверная плата, которая управляет питанием. Чтобы излучение распространялось в виде узконаправленного луча используется выпуклая с обеих сторон (или плоско-выпуклая, плоской стороной к диоду) линза. Такая линза называется коллиматором.

Мощность красных лазерных указок как правило небольшая и для большинства экземпляров, встречаемых в продаже составляет 1-100 мВт. Неприятная особенность указок на основе красных лазерных диодов — эти диоды быстро «выгорают», что приводит к снижению интенсивности излучения. Поэтому любая указка такого типа через несколько месяцев использования светит намного хуже новой, независимо от заряда батарейки.

Зеленые лазерные указки

В дневное время человеческий глаз намного чувствительное к зеленому цвету чем к красному (примерно в 6-10 раз). Поэтому зеленые указки светят значительно ярче. Правда ночью это соотношение меняется и здесь уже зеленые указки не имеют такого преимущества в яркости лазера перед красными.

Поскольку зеленые лазерные диоды очень дорогие, для создания зеленых лазерных указок используются твердотельные лазеры с диодной начинкой (DPSS). Они дешевле зеленых лазерных диодов, хотя и дороже красных. Длина волны зеленой лазерной указки — 532 нм, коэффициент полезного действия — примерно 20% (выше чем у красной). Зеленые указки более энергозатратные чем их красные сородичи. Поэтому достаточно сложно купить подобный агрегат, питающийся от таблеточной батарейки.

Синие лазерные указки

Выпускаются не так давно (с 2006 года), принцип работы схож с зелеными. Длины волны — 473 нм для бирюзового цвета, 445 — для синего цвета. Также есть голубые указки с длиной волны 490 нм. Так же как и в зеленых, в качестве излучателя используется твердотельный лазер, хотя есть модели на синих лазерных диодах (445 нм). Синие лазеры очень дорогие, диоды дешевле, но они пока мало распространены. Излучение синих лазерных указок очень опасно для глаза, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности при работе с ними. КПД низкий и составляет примерно 3%.

Желтые лазерные указки

Длина волны излучения желтых указок — 593.5 нм. Существуют также их оранжевые «братья» с длиной волны излучения 635 нм. По воздействию на человеческий глаз желтый цвет близок к красному, т.е. намного безопаснее синего и зеленого. КПД желтых указок очень низкий и едва превышает 1%.

Фиолетовые лазерные указки

В этих указках используются фиолетовые лазерные диоды с длиной волны 400-410 нм. Эта цифра находятся возле предела диапазона, воспринимаемого человеческим глазом, поэтому свет от фиолетовой указки кажется весьма тусклым. Тем не менее не стоит светить фиолетовой указкой (как и любой другой) в глаза, поскольку это вредно для них в любом случае.

Свет фиолетовой указки способен вызвать флюоресценцию, во время которой яркость светящихся предметов намного выше чем у самого лазера. Серийное производство лазерных указок началось после появления приводов для оптических носителей Blu-ray, поскольку в них использовались лазерные диоды с длиной волны излучения 405 нм.

Если вам понравилась статья, расскажите о ней друзьям!

askpoint.org

принцип действия, компоненты, пошаговая инструкция

Многие технические изобретения человек почерпнул, наблюдая за природными явлениями, анализируя их и применяя полученные знания в окружающей реальности. Так человек получил способность разжигать огонь, создал колесо, научился генерировать электричество, получил контроль над ядерной реакцией.

В отличие от всех этих изобретений лазер не имеет аналогов в природе. Его возникновение было связано исключительно с теоретическими предположениями в рамках зарождающейся квантовой физики. Существование принципа, который лег в основу лазера, было предсказано в начале ХХ в величайшим ученым Альбертом Эйнштейном.

Принцип действия лазера

Слово «лазер» появилось в результате сокращения пяти слов, описывающих сущность физического процесса, до первых букв. В русском варианте этот процесс называется «усилением света с помощью индуцированного излучения».

По принципу своей работы лазер является квантовым генератором фотонов. Суть явления, лежащего в его основе, заключается в том, что под действием энергии в виде фотона атом излучает другой фотон, который идентичен первому по направлению движения, своей фазе и поляризации. В результате излученный свет усиливается.

Данное явление невозможно в условиях термодинамического равновесия. Для создания индуцированного излучения используют различные способы: электрические, химические, газовые и другие. Лазеры, используемые в бытовых условиях (лазерные дисковые приводы, лазерные принтеры) используют полупроводниковый способ стимуляции излучения под действием электрического тока.

Принцип работы паяльной станции с феном заключается в прохождении потока воздуха через нагреватель в трубку термофена и, достигнув установленных температур, попадании через специальные насадки на паяемую деталь.

При возникновении неисправностей сварочный инвертор можно починить своими руками. Советы по ремонту можно прочитать тут.

Кроме того, необходимым компонентом любого полноценного лазера является оптический резонатор, функция которого заключается в усилении пучка света путем его многократного отражения. С этой целью в лазерных установках используются зеркала.

Следует сказать, что создать настоящий мощный лазер своими руками в домашних условиях нереально. Для этого необходимо обладать специальными знаниями, проводить сложные расчеты, иметь хорошую материально-техническую базу.

Например, лазерные установки, которые могут резать металл, чрезвычайно нагреваются и требуют экстремальных мер охлаждения, включающих использование жидкого азота. Кроме того, устройства, работающие на основе квантового принципа, крайне капризны, требуют тончайшей настройки и не терпят даже малейших отклонений от нужных параметров.

Далее мы расскажем о том, как сделать лазер своими руками из ДВД.

Необходимые компоненты для сборки

Для сборки схемы лазера своими руками потребуется:

  • DVD-ROM с функцией перезаписи (RW). Имеет в своем составе красный лазерный диод мощностью 300 мВт. Можно использовать лазерные диоды из BLU-RAY-ROM-RW – они излучают фиолетовый свет мощностью 150 мВт. Для наших целей лучшие ROM’ы – это те, которые имеют большую скорость записи: они более мощные.
  • Импульсный преобразователь напряжения NCP1529. Преобразователь выдает ток силой 1А, стабилизирует напряжение в диапазоне 0,9-3,9 В. Эти показатели являются идеальными для нашего лазерного диода, который требует постоянного напряжения в 3 В.
  • Коллиматор для получения ровного пучка света. Сейчас в продаже представлены многочисленные лазерные модули от различных производителей, в том числе и коллиматоры.
  • Выходная линза из ROM.
  • Корпус, например, от лазерной указки или фонарика.
  • Провода.
  • Батарейки 3,6 В.

Для соединения деталей потребуется паяльник. Кроме того, потребуются отвертка и пинцет.

Как сделать лазер из дисковода?

Порядок сборки простейшего лазера состоит из следующих этапов.

  1. Для начала разбираем ROM и извлекаем подвижную каретку, на которой расположены лазерные диоды. Делаем это аккуратно, чтобы не повредить их.
  2. Обратите внимание, на каретке расположены два лазерных диода: один — читающий, другой – пишущий. Нас интересует второй. Он очень крепко впаян в радиатор.
  3. В нашей конструкции радиатор также будет необходим. Поэтому можно использовать имеющийся: в этом случае диод нужно отсоединить вместе с радиатором. Если мы планируем использовать новый радиатор, то отрезаем контакты диода в месте их входа в радиатор.

  4. Диоды – «нежные» устройства, выходят из строя от статического электричества. Мы советуем спаять или обмотать проволокой ножки диода перед всеми манипуляциями с ним.
  5. Припаиваем извлеченный диод к преобразователю напряжения NCP1529. Диоды имеют полярность. Несоблюдение полярности приводит к выходу диодов из строя.
  6. С противоположной стороны диода монтируем коллиматор. Это нужно для концентрации света в один пучок.
  7. Преобразователь с другой стороны соединяем проводами с контактами корпуса, в который будут вставлены питающие батарейки.
  8. Далее со стороны корпуса, из которого будет выходить луч лазера, монтируем линзу из привода. Это самая кропотливая часть работы. Здесь важно соблюсти правильное фокусное расстояние, чтобы луч был тонким и неразмазанным. Придется поэкспериментировать. Линза из привода дает оптимальный луч.
  9. Помещаем все детали в корпус, вставляем батарейку, проверяем работоспособность. Возможно, потребуется более точная юстировка линзы.
Таким образом можно собрать наиболее простой лазер. Что может делать такой кустарно изготовленный «усилитель света»:
  • Зажигать спичку на расстоянии.
  • Плавить полиэтиленовые пакеты и тонкую бумагу.
  • Испускать луч на расстояние более 100 метров.

Такой лазер представляет опасность: он не прожжет кожу или одежду, но может повредить глаза.

Поэтому пользоваться таким устройством нужно осторожно: не светить им в отражающие поверхности (зеркала, стекла, светоотражатели) и в целом быть предельно аккуратным – луч может причинить вред, попав в глаз даже с расстояния в сто метров.

Лазер своими руками на видео

elektrik24.net

Лазерная указка - это... Что такое Лазерная указка?

Лазерная указка — портативный генератор когерентных и монохроматических электромагнитных волн видимого диапазона в виде узконаправленного луча. В большинстве случаев изготавливается на основе красного лазерного диода, который излучает в диапазоне 635—670 нм. Из-за того, что диод излучает ненаправленно, значительная часть излучения падает на внутренние стенки корпуса и поглощается. В связи с этим КПД лазерной указки низкий. Для организации излучения в узконаправленный луч, как правило используется двояковыпуклая линза-коллиматор. Однако при качественной фокусировке луча (которую можно произвести самостоятельно подкручивая прижимную гайку линзы), указку можно использовать для проведения опытов с лазерным лучом (например, для изучения интерференции). Мощность наиболее распространенных лазерных указок 0,1-50 мВт, в продаже имеются и более мощные до 2000 мВт. В большинстве из них лазерный диод не закрыт, поэтому разбирать их надо крайне осторожно. Со временем открытый лазерный диод «выгорает», из-за чего его мощность падает. Со временем подобная указка практически перестанет светить, вне зависимости от уровня заряда батарейки. Зелёные лазерные указки имеют сложное строение и больше напоминают по устройству настоящие лазеры.

Лазерная указка
  • Laser Pointer
  • Лазерная указка

  • Лазерная точка

Типы лазерных указок

Ранние модели лазерных указок использовали гелий-неоновые (HeNe) газовые лазеры и излучали в диапазоне 633 нм. Они имели мощность не более 1 мВт и были очень дорогими. Сейчас лазерные указки, как правило, используют менее дорогие красные диоды с длиной волны 650—670 нм. Указки чуть подороже используют оранжево-красные диоды с λ=635 нм, которые делают их более яркими для глаз, так как человеческий глаз видит свет с λ=635 нм лучше, чем свет с λ=670 нм. Производятся и лазерные указки других цветов; например, зеленая указка с λ=532 нм — хорошая альтернатива красной с λ=635 нм, поскольку человеческий глаз приблизительно в 6 раз чувствительнее к зелёному свету по сравнению с красным. В последнее время набирают популярность жёлто-оранжевые указки с λ=593,5 нм и синие лазерные указки с λ=473 нм.

Красные лазерные указки

Самый распространенный тип лазерных указок. В этих указках используется лазерные диоды с коллиматором. Мощность варьируется приблизительно от одного милливатта до ватта. Маломощные указки в форм-факторе брелока питаются от маленьких батареек-«таблеток» и на сегодняшний день (апрель 2012 г.) стоят порядка 1$. Мощные красные указки — одни из самых дешевых по соотношению цена/мощность. Так, фокусируемая лазерная указка мощностью 200мВт, способная зажигать хорошо поглощающие излучение материалы (спички, изоленту, тёмную пластмассу и т. д.), стоит порядка 20-30$. Длина волны — примерно 650 нм.

Более редкие красные лазерные указки используют Твердотельный лазер c диодной накачкой (diode-pumped solid-state, DPSS) и работают на длине волны 671 нм.

Зеленые лазерные указки

Устройство зеленой лазерной указки типа DPSS, длина волны 532nm. Луч лазерной указки 100мВт, направленный в ночное небо.

Зеленые лазерные указки начали продаваться в 2000 году. Самый распространенный тип твердотельных с диодной накачкой (DPSS) лазеров. Лазерные диоды зелёного цвета не производятся, поэтому используется другая схема. Устройство намного сложнее, чем у обычных красных указок, и зелёный свет получают довольно громоздким способом.

Сначала мощным (обычно >100 мВт[источник не указан 508 дней]) инфракрасным лазерным диодом с λ=808 нм накачивается кристалл ортованадата иттрия с неодимовым легированием (Nd:YVO4), где излучение преобразуется в 1064 нм. Потом, проходя через кристалл титанила-фосфата калия (KTiOPO4, сокр. KTP), частота излучения удваивается (1064 нм → 532нм) и получается видимый зелёный свет. КПД схемы около 20 %, большая часть приходится на комбинацию 808 и 1064 нм ИК. На мощных указках >50 мВт нужно устанавливать инфракрасный фильтр (IR-фильтр[1]), чтобы убрать остатки ИК-излучения и избежать повреждения зрения. Также стоит отметить высокую энергозатратность зелёных лазеров — в большинстве используются две AA/AAA/CR123 батареи.

473 нм (бирюзовый цвет)

Данные лазерные указки появились в 2006 году и имеют схожий с зелёными лазерными указками принцип работы. 473 нм свет обычно получают путем удвоения частоты 946 нм лазерного излучения. Для получения 946 нм используется кристалл алюмо-иттриевого граната с добавками неодима (Nd:YAG).

445 нм (синий цвет)

В этих лазерных указках свет излучается мощным синим лазерным диодом. Большинство подобных указок относится к 4-му классу лазерной опасности и представляет очень серьёзную опасность для глаз и кожи. Своё активное распространение начали в связи с выпуском компанией Casio проекторов[2], использующих вместо привычных ламп мощные лазерные диоды.

Фиолетовые лазерные указки

Свет в фиолетовых указках генерируется лазерным диодом, излучающим луч с длиной волны 405 нм. Длина волны 405 нм находится на границе диапазона, воспринимаемого человеческим зрением и поэтому лазерное излучение таких указок кажется тусклым. Однако, свет указки вызывает флюоресценцию некоторых предметов, на которые он направлен, яркость которой для глаза выше, чем яркость самого лазера.

Фиолетовые лазерные указки появились сразу после появления Blu-ray-приводов, в связи с началом массового производства лазерных диодов на 405 нм.

Жёлтые лазерные указки

В жёлтых лазерных указках используется DPSS лазер, излучающий одновременно две линии: 1064 нм и 1342 нм. Это излучение попадает в нелинейный кристалл, который поглощает фотоны этих двух линий и излучает фотоны 593,5 нм (суммарная энергия 1064 и 1342 нм фотонов равна энергии фотона 593,5 нм). КПД таких жёлтых лазеров составляет около 1 %.

Использование лазерных указок

  • Лазерные указки обычно используются в образовательных учреждениях и на бизнес-презентациях вместо обычных указок. Бывают встроены в ПДУ проекторов или компьютерные ПДУ для презентаций. Красные лазерные указки могут использоваться в помещениях и вечером на открытых пространствах. Зеленые лазерные указки могут использоваться в тех же условиях, но они, в отличие от красных, хорошо видны на улице днем и на дальних расстояниях. Единственным недостатком лазерных указок при указывании на цель являются рывки точки, так как человеческая рука не может долго находиться в неподвижном состоянии из-за тремора. В будущих моделях некоторых лазерных указок планируется внедрить стабилизацию точки[источник не указан 1318 дней], сейчас же возможным решением проблемы является использование подходящих кондукторов.
  • Световое пятно, образуемое лазерной указкой, привлекает кошек, собак и других домашних животных, вызывая сильное стремление поймать его, что нередко используется людьми в играх с этими домашними животными. Не следует забывать, что луч лазерной указки, направленный в глаза человека или животного, может повредить сетчатку.
  • Зелёные лазерные указки могут использоваться для любительской астрономии. В безлунную ночь луч зелёной лазерной указки может использоваться для указывания на звезды и созвездия.
  • Точно установленная лазерная указка может использоваться как лазерный прицел, чтобы нацелить огнестрельное или пневматическое оружие.
  • Лазерные указки используют в своих конструкциях радиолюбители, в качестве элемента связи в пределах видимости.
  • Указка со снятым коллиматором используется в любительской голографии. Это единственное известное применение лазера в быту, где используется именно наиболее ценное свойство лазера, в корне отличающее его от светодиода — когерентность излучения.

Безопасность

Лазерное излучение опасно при попадании в глаза.

Обычные лазерные указки имеют мощность 1-5 мВт и относятся к классу опасности 2 — 3А и могут представлять опасность, если направлять луч в человеческий глаз достаточно продолжительное время или через оптические приборы. Лазерные указки мощностью 50-300 мВт относятся к классу 3B и способны причинить сильные повреждения сетчатке глаза даже при кратковременном попадании прямого лазерного луча, а также зеркально или диффузно отражённого.

В лучшем случае лазерные указки оказывают только раздражающее воздействие. Но последствия будут опасными, если луч попадает в чей-то глаз или направлен в водителя или пилота и может отвлечь их или даже ослепить. Если это приведёт к аварии, то повлечёт за собой уголовную ответственность.

Всё более многочисленные «лазерные инциденты» вызывают в России, Канаде, США и Великобритании требования ограничить или запретить лазерные указки. Уже сейчас в Новом Южном Уэльсе предусмотрен штраф за обладание лазерной указкой, а за «лазерное нападение» — срок лишения свободы до 14 лет.

Также важно учесть, что у большинства дешёвых китайских лазеров, работающие по принципу накачки (то есть зелёные, жёлтые и оранжевые) отсутствует ИК-фильтр ради соображения экономии, и такие лазеры фактически представляют большую опасность для органов зрения, чем заявлено производителями.

Примечания

  1. Обычно представляет собой голубоватую стеклянную пластинку размером 3×3×1 мм.
  2. http://www.laserpointersafety.com/rules-general/lawsuggestions/lawsuggestions.html " it was not affordable by most persons. But Casio Green Slim projectors sell for around USD $800. Thus, the harvested diodes cost 800/24 or just $34 each. … On June 9, 2010, Wicked Lasers began using harvested Casio diodes to make their Spyder III "

Ссылки

См. также

dic.academic.ru

принцип работы лазера и как сделать лазерную указку из DVD и CD привода своими рукам

В наше время лазерные технологии используются во многих отраслях. Начиная от применения в медицине, косметологии, быту и заканчивая промышленными лазерными установками, которые могут разрезать различные твердые материалы. Большинство людей даже не задумываются о том, как сделать лазер своими руками из подручных средств.

Принцип работы

Принцип работы лазера — довольно сложный процесс. Сам по себе лазер — это своеобразный квантовый генератор. Под действием фотона атом излучает другой фотон, который похож на первый, что приводит к усилению излучаемого потока света. Для изготовления индуцируемого излучения, можно использовать электрический, химический или газовый способ. Лазеры довольно широко применяются в бытовой технике. Например, в лазерном принтере, DVD-проигрывателях, лазерных уровнях. Для того чтобы лазер мог работать в качестве режущего элемента, необходимо луч пропустить через оптические линзы, которые, в свою очередь, усилят поток света.

Если говорить о мощных лазерах, которые в состоянии резать металл, драгоценные камни, то их невозможно изготовить в домашних условиях.

Причиной тому является очень сложное устройство усиления направленного потока с помощью линз, а также мощность самого диода, которая превышает в разы мощность диода, который используется в бытовой технике. Необходимо учитывать, что промышленные лазеры в результате работы рассеивают огромное количество энергии в виде тепла и требуют довольно хорошего охлаждения.

Лазер из DVD-привода

Из комплектующих DVD-дисковода можно собрать лазер своими руками в домашних условиях. Для этого необходим рабочий привод, можно старого образца. Необходимо разобрать DVD-ROM, отсоединить все шлейфы и снять плату управления лазером. Затем необходимо извлечь диод: это удобно сделать плоскогубцами. Необходимо учитывать, что сам диод боится статического электричества, поэтому выводы диода нужно обвязать проволокой. Следующим шагом будет поиск питания для диода. Для его питания необходим источник постоянного тока, например, литиевый аккумулятор от мобильного телефона или обычные пальчиковые батарейки.

Сам по себе диод не будет иметь режущего эффекта, поэтому необходимо для него найти оптику. Сделать собственноручно этот сложный механизм не получится, его лучше извлечь из того же привода. После извлечения необходимых комплектующих нужно найти корпус для лазера. Корпусом может послужить маленький карманный фонарик, зажигалка или, на худой конец, кусок пластиковой трубки или корпус, изготовленный из дерева.

После того как корпус будет готов, необходимо поместить в него лазерный диод, оптику, ограничивающие резисторы и саму батарею. Для экономии места необходимо разобрать литиевый аккумулятор и извлечь саму батарею и плату контроля заряда, а если в фонарике есть кнопка, то ее можно приспособить как выключатель.

Перед сборкой необходимо учесть полярность диода, в противном случае он не будет работать. Ключевым моментом является номинал питания лазера, оно не должно превышать 3 В. Для продления срока службы светодиода можно подключить стабилизатор напряжения. При помощи нехитрых манипуляций можно собрать лазер из двд-привода своими руками. Схема устройства приведена ниже.

Схема стабилизатора питания выполнена на базе микросхемы LM 317. Так как диод очень чувствителен к перепадам напряжения и может выйти из строя за считаные секунды, то ему необходимо стабилизированное напряжение. Во время работы диод довольно сильно греется, что необходимо учитывать при монтаже. Чем больше нагревается полупроводник, тем меньше его КПД.

Универсальная указка

Довольно удобная вещь, с ее помощью можно подсвечивать необходимые слова, предложения, картинки на доске, при этом находясь довольно далеко, а еще в зависимости от того, насколько лазер приближен к объекту, можно выгравировать узоры на деревянных поверхностях. Сделать лазерную указку в домашних условиях несложно, если есть в наличии все комплектующие. С ее помощью можно будет поджечь спичку и бумагу, что довольно удобно на природе для разведения костра. Для этого потребуются следующие предметы:

  • Неисправный CD- или DVD-привод, но с исправной головкой, в которой находится оптика и лазер.
  • Самый дешевый фонарик.
  • Паяльник.
  • Припой и флюс или канифоль.
  • Брелок указку.
  • Фольгированный текстолит для изготовления платы.
  • Хлорное железо (для травления платы).
  • Клемные лепестки.
  • Клей и спирт.
  • Лазерный принтер.
  • Глянцевая бумага и утюг.
  • Радиодетали (тип SMD для экономии места). Монтаж такого типа деталей довольно нелегкое дело, но позволит значительно уменьшить габариты конструкции.
  • Стабилизатор напряжения LM2621.
  • R2 R1 –150 кОм, R4-500 Ом.
  • Керамические конденсаторы: С1-0.1 мкФ, С2-100 мкФ, С3-33мкФ, С4-33 пф, С5-0,1 мкФ, VD1 — не меньше 3-х ампер 1N5821, 30BQ060, 31DQ10, MBRS340T3
  • Катушка индуктивности L1, состоящая из ферритового кольца и 15 витков проволоки.

Для начала необходимо вытащить все внутренности, которые в дальнейшем пригодятся.

Затем, на плате, которая извлечена из указки, необходимо найти пластиковую гайку, открутить ее и вытянуть содержимое.

Взять паяльник и разогреть латунный коллиматор, который потом необходимо отсоединить.

Предварительно разобрать привод и извлечь из него лазерный диод и оптику. Далее необходимо приступить к разбору китайского фонарика.

Так как лазер довольно сильно греется, то для него необходимо изготовить своеобразный теплоотвод из лепестковых клемм, как показано на рисунках.

Коллиматор необходимо пропихнуть на 5 мм дальше для фиксации диода.

Важно не перепутать полярность светодиода, которую можно определить при помощи обычного мультиметра. После прозвонки нужно припаять к диоду два провода.

Следующим шагом будет сборка и подключение схемы питания для светодиода.

Чертеж платы выглядит следующим образом.

После того как чертеж распечатан на лазерном принтере и перенесен на плату, можно приступить к монтажу радиодеталей на плату.

Когда элементы будут впаяны в плату, следует подсоединить диод к плате и питание в виде батареек.

Оптический усилитель можно использовать от ранее разобранного привода.

По окончании работы все помещается в корпус из-под фонарика. Такая лазерная указка удобна тем, что при приближении к объекту ее можно использовать как зажигалку или гравер. Но если луч отдалить от объекта, то он не будет вызывать возгорания и послужит отличной указкой или прицелом для пневматического пистолета.

При помощи несложных манипуляций и некоторых комплектующих из бытовых приборов, которые пришли в негодность, можно собрать вполне сносную лазерную указку, а цена и качество приятно порадуют.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

elektro.guru

Как сделать лазер своими руками в домашних условиях: советы :: SYL.ru

Порой из хранящихся дома ненужных вещей можно смастерить что-то действительно невероятное и полезное. У вас дома завалялся старый DVD-RW (пишущий) привод? Мы подскажем вам, как сделать мощный лазер в домашних условиях, позаимствовав элементы из него.

Техника безопасности

Устройство, которое мы в итоге получим, - это не безобидная игрушка! Перед тем, как сделать лазер, позаботьтесь о своей безопасности: попадание луча в глаза губительно для сетчатки, особенно если изобретение мощное. Поэтому советуем вам производить все работы в специальных защитных очках, которые спасут ваше зрение, если что-то пойдет не так, и вы случайно направите луч лазера себе или товарищу в глаза.

Используя лазер в дальнейшем, помните о простой технике безопасности:

  • Не направляйте лазерный луч на легковоспламеняющиеся или взрывоопасные предметы.
  • Не светите в светоотражающие поверхности (стекла, зеркала).
  • Даже пущенный с расстояния до 100 м луч лазера представляет опасность для сетчатки глаза человека и животных.

Работа с лазерным модулем

Главное, что нам нужно, - это пишущий привод. Заметьте, чем выше у него скорость записи, тем мощнее будет наш лазер из DVD. Само собой разумеется, что после извлечения лазерного модуля техника станет нерабочей, поэтому разбирайте только такое устройство, которое вам уже больше не понадобится.

А теперь начинаем:

  1. Разберите устройство и осторожно извлеките из него лазерную головку. Выглядеть она будет так, как на фото ниже.
  2. Далее нам нужно извлечь оттуда лазерный модуль. Но для начала в целях подстраховки от статики закоротите все его выходы - их в данном случае три. Используйте для этого тонкую медную проволоку.
  3. Извлекать модуль для нашей будущей мощной лазерной указки следует очень осторожно - используйте для этого пинцет. Крепится модуль в детали неплохо, поэтому нужно приложить физическую силу, чтобы его достать. Но делать это надо очень осторожно, чтобы не сломать элемент.
  4. В итоге всех стараний у вас на столе должен оказаться вот такого рода модуль.

Первая часть нашей работы позади. Переходим к следующему важному этапу.

Сборка схемы устройства

Схема нужна нам для того, чтобы контролировать мощность нашего устройства. В ином случае оно просто сгорит в первое же применение. Чертеж для лазера вы увидите далее.

Для нашего устройства вполне себе подойдет навесной монтаж. А теперь перейдем к обеспечению электропитанием изготовленного своими руками лазера.

Электропитание устройства

Минимально нам будет необходимо 3,7 В. Обеспечить это могут старые батареи от мобильных телефонов, пальчиковые батарейки. Необходимо только соединить их параллельно между собой. Для проверки работы устройства или стационарной лазерной указки подойдет стабилизационный блок питания.

На этом этапе уже можно протестировать работу устройства. Направьте его на стену, пол и включите питание. Вы должны увидеть пучок яркого красноватого цвета. В темноте выглядит как мощный инфракрасный фонарик.

Вы видите, что пока свечение далеко от лазерного: луч слишком широкий; он так и просит, чтобы его сфокусировали. Этим мы и займемся дальше.

Линза для фокусировки лазерного луча

Чтобы отрегулировать фокусное расстояние, можно обойтись позаимствованной у того же DVD-RW привода линзой.

Теперь снова подсоедините к питанию устройство, направив его свет на какую-либо поверхность уже через эту линзу. Получилось? Тогда переходим уже к заключительному этапу работы - помещению всех элементов в жесткий корпус.

Изготовление корпуса

Многие, советуя, как сделать лазер, говорят, что модуль проще всего поместить в корпус от маленького фонарика или китайской лазер-указки. Где, кстати, уже и есть линза. Но давайте разберем ситуацию, если ни того, ни другого у вас под рукой не оказалось.

Как вариант - поместить элементы в алюминиевый профиль. Он легко распиливается ножовкой, моделируется плоскогубцами. Сюда же можно присовокупить маленькую пальчиковую батарейку. Как это сделать, вас сориентирует фото ниже.

Обязательно заизолируйте все контакты. Следующим этапом идет закрепление в корпусе линзы. Крепить ее проще всего на пластилин - так вы сможете отрегулировать наиболее удачное положение. В некоторых случаях достигается лучший эффект, если вы перевернете линзу к лазерному диоду выпуклой стороной.

Включите лазер и отрегулируйте четкость луча. Как только вы добьетесь удовлетворительных результатов, зафиксируйте линзу в корпусе. Закройте затем его целиком, например, плотно замотав изолентой.

Как сделать лазер: альтернативный способ

Предложим вам еще один, несколько отличный способ изготовления самодельного мощного лазера. Вам будет нужно следующее:

  • DVD-RW привод со скоростью записи 16х и более.
  • Три пальчиковые батарейки.
  • Конденсаторы 100 мФ и 100 пФ.
  • Резистор от 2 до 5 Ом.
  • Провода.
  • Паяльник.
  • Лазерная указка (или любой другой коллиматор - так называется модуль с линзой).
  • Светодиодный стальной фонарь.

Теперь посмотрим, как изготовить лазер по этому методу:

  1. Уже описанным способом извлеките из привода лазерный модуль, находящийся в каретке устройства. Не забывайте уберечь его от статического напряжения, обмотав выходы тонкой проволокой либо надев антистатический браслет.
  2. По приведенной выше схеме произведите спайку драйвера - платы, которая будет выводить нашу самоделку на нужную мощность. Большое внимание уделите соблюдению полярности, чтобы не испортить чувствительный к этому лазерный диод.
  3. На этом этапе мы будем проверять работоспособность только что собранного драйвера. Если лазерный модуль от модели со скоростью 16х, то для него вполне хватит силы тока в 300-350 мА. Если выше (до 22х), то остановитесь на 500 мА.
  4. После того, как вы убедились в пригодности драйвера, его нужно поместить в корпус. Это может быть как основа от китайской лазерной указки с уже вмонтированной линзой, так и более подходящий по размерам корпус от светодиодного фонарика.

Рекомендуем бережно относиться к своей поделке и хранить ее в специальном чехле. В ином случае быстро запылиться линза, что испортит остроту луча устройства.

Тестирование лазера

А вот и то, ради чего вы интересовались тем, как сделать лазер. Переходим к практическому тестированию устройства. Ни в коем случае не проводите его дома - только на улице, вдали от пожаро- и взрывоопасных предметов, построек, сухостоя, куч мусора и т. д. Для опытов нам понадобится бумага, пластик, та же изолента, фанера.

Итак, начинаем:

  • Расположите на асфальте, камне, кирпиче лист бумаги. Наведите на него уже хорошо сфокусированный луч лазера. Вы увидите, что через некоторое время листок начнет дымиться, а затем и вовсе загорится.
  • Теперь перейдем к пластику - от воздействия лазерного луча он также начнет дымиться. Не советуем долго проводить такие опыты: продукты горения данного материала очень токсичны.
  • Самый интересный опыт - с фанерой, плоской дощечкой. Сфокусированным лазером на ней можно выжечь определенную надпись, рисунок.

Домашний лазер - это, безусловно, тонкая работа и капризное изобретение. Поэтому вполне возможно, что ваша поделка скоро выйдет из строя, так для нее важны определенные условия хранения и эксплуатации, которые нельзя обеспечить дома. Мощнейшие же лазеры, с легкостью разрезающие металл, можно получить только в специализированных лабораториях, для любителей они, естественно, недоступны. Однако и обычное устройство очень опасно - направленное с большого расстояния в глаза человеку или животному, вблизи - на легковоспламеняющийся предмет.

www.syl.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *