Лазер для дома своими руками

Как сделать лазерную указку своими руками

Лазерная указка — полезный предмет, предназначение которого зависит от мощности. Если она не очень велика, то луч можно наводить на удаленные предметы. В этом случае указка может играть роль игрушки и использоваться для развлечения. Она же может нести и практическую пользу, помогая человеку показывать на тот объект, о котором он говорит. Используя подручные предметы, можно изготовить лазер своими руками.

Кратко об устройстве

Лазер был изобретен в результате проверки теоретических предположений ученых, занимающихся еще только начавшей тогда зарождаться квантовой физикой. Принцип, положенный в основу лазерной указки, был предсказан Эйнштейном еще вначале XX в. Недаром это приспособление так называется — «указка».

Более мощные лазеры используются для выжигания. Указка дает возможность реализовать творческий потенциал, например, с их помощью можно выгравировать на дереве или на оргстекле красивый качественный узор. Самые мощные лазеры могут разрезать металл, поэтому они применяются в строительных и ремонтных работах.

Принцип действия лазерной указки

По принципу действия лазер представляет собой генератор фотонов. Суть явления, которое лежит в его основе, состоит в том, что на атом оказывает воздействие энергия в виде фотона. В результате этот атом излучает следующий фотон, который движется в том же направлении, что и предыдущий. Эти фотоны имеют одну и ту же фазу и поляризацию. Разумеется, излучаемый свет в этом случае усиливается. Такое явление может произойти только в отсутствии термодинамического равновесия. Чтобы создать индуцированное излучение, применяют разные способы: химические, электрические, газовые и другие.

Само слово «лазер» возникло не на пустом месте. Оно образовалось в результате сокращения слов, описывающих суть процесса. На английском полное название этого процесса звучит так: «light amplification by stimulated emission of radiation», что на русский переводится как «усиление света посредством вынужденного излучения». Если говорить по-научному, то лазерная указка — это оптический квантовый генератор.

Подготовка к изготовлению

Как говорилось выше, можно сделать лазер своими руками в домашних условиях. Для этого следует подготовить следующие инструменты, а также простые предметы, которые практически всегда имеются в домашнем обиходе:

• отвертку;
• нож;
• паяльник;
• напильник;
• вышедший из строя DVD-привод с исправным лазерным диодом;
• маломощную лазерную указку;
• 2 резистора на 1 Ом;
• 3 аккумулятора типа AAA;
• конденсаторы на 100 мкФ и на 0,1 мкФ.

Этих материалов хватит, чтобы выполнить все работы по изготовлению как простого, так и мощного лазера своими руками.

Самостоятельная сборка лазера

Потребуется найти дисковод. Главное, чтобы его лазерный диод был исправен. Конечно, дома такого предмета может и не быть. В этом случае его можно приобрести у тех, у кого он есть. Зачастую люди выбрасывают оптические приводы, даже если их лазерный диод еще работает или продают их.

Выбирая привод для изготовления лазерного устройства, нужно обращать внимание на фирму, в которой он был выпущен. Главное, чтобы этой фирмой не была Samsung: приводы от этого производителя оснащены диодами, которые не имеют защиту от наружного воздействия. Следовательно, такие диоды быстро загрязняются и подвергаются тепловым нагрузкам. Они могут быть повреждены даже в результате легкого прикосновения.

Лучше всего для изготовления лазера подходят приводы от компании LG: каждая их модель оснащается мощным кристаллом.

Важно, чтобы привод при использовании по прямому назначению мог не только считывать, но и записывать информацию на диск. В записывающих принтерах есть инфракрасный излучатель, необходимый для сборки лазерного устройства.

Работа заключена в следующих действиях:

1. Разборка DVD-привода. Это нужно делать максимально осторожно, так как находящиеся внутри детали очень хрупкие.
2. После разборки корпуса без труда можно заметить нужный компонент. Он представляет собой маленькое стеклышко, находящееся в передвижной каретке. В нем находятся пара диодов и линза. Луч способен навредить зрению, поэтому ни в коем случае нельзя направлять его в глаза, даже если он находится на расстоянии 100 м.
3. Как только кристалл будет извлечен, нужно сразу же перевязать его концы проводами без изоляции. В результате образуются два выхода напряжения. К одному из них необходимо с помощью паяльника присоединить малый конденсатор, имеющий полярность «-«. К другому выходу также с помощью паяльника прикрепляется второй из заготовленных ранее конденсаторов. Его полярность «+».
4. Питаться лазерная установка должна током напряжением 3 В и силой около 300 мА. Можно использовать три простых пальчиковых батарейки или аккумулятор мобильного телефона. Если скорость записи разобранного привода была небольшой, то и сила тока тоже может быть небольшой, например, всего 200 мА. Если же скорость была больше, то и силу тока следует увеличить.
5. Коллиматор можно изготовить из оптической линзы. Ее можно взять из простейшей лазерной указки китайского производства.

Готовая лазерная указка, сделанная своими руками, может с легкостью разрезать целлофановые пакеты и моментально взрывать воздушные шары. Если же навести этот самодельный прибор на деревянную поверхность, то луч сию же минуту прожжет ее. При использовании необходимо соблюдать меры осторожности.

Источник

Делаем мощный прожигающий лазер из DVD привода своими руками

Сделать мощный прожигающий лазер своими руками – несложная задача, однако, кроме умения пользоваться паяльником, потребуется внимательность и аккуратность подхода. Сразу стоит отметить, что глубокие познания из области электротехники здесь не нужны, а смастерить устройство можно даже в домашних условиях. Главное при работе – это соблюдение мер предосторожности, так как воздействие лазерного луча губительно для глаз и кожи.

Лазер – опасная игрушка, которая может нанести вред здоровью при его неаккуратном использовании. Запрещается направлять лазер на людей и животных!

Что потребуется?

Любой лазер можно разбить на несколько составляющих:

• излучатель светового потока;
• оптика;
• источник питания;
• стабилизатор питания по току (драйвер).

Чтобы сделать мощный самодельный лазер, потребуется рассмотреть все эти составляющие по отдельности. Наиболее практичным и простым в сборке является лазер на основе лазерного диода, его и рассмотрим в данной статье.

Откуда взять диод для лазера?

Рабочий орган любого лазера – это лазерный диод. Его можно купить почти в любом магазине радиотехнике, либо достать из нерабочего привода для компакт-дисков. Дело в том, что неработоспособность привода редко связана с выходом из строя лазерного диода. Имея в наличии сломанный привод можно без лишних затрат достать нужный элемент. Но нужно учесть, что его тип и свойства зависят от модификации привода.

Самый слабый лазер, работающий в инфракрасном диапазоне, установлен в CD-ROM дисководах. Его мощности хватает только для считывания CD дисков, а луч почти невидим и не способен прожигать предметы. В CD-RW встроен более мощный лазерный диод, пригодный для прожига и рассчитанный на ту же длину волны. Он считается наиболее опасным, так как излучает луч в невидимой для глаза зоне спектра.

Дисковод DVD-ROM оснащён двумя слабыми лазерными диодами, энергии которых хватает только для чтения CD и DVD дисков. В пишущем приводе DVD-RW установлен красный лазер большой мощности. Его луч виден при любом освещении и может легко воспламенять некоторые предметы.

В BD-ROM стоит фиолетовый или синий лазер, который по параметрам схож с аналогом из DVD-ROMа. Из пишущих BD-RE можно достать наиболее мощный лазерный диод с красивым фиолетовым или синим лучом, способным к прожигу. Однако найти для разборки такой привод достаточно сложно, а рабочее устройство стоит дорого.

Самым подходящим является лазерный диод, взятый из пишущего привода DVD-RW дисков. Наиболее качественные лазерные диоды установлены в LG, Sony и Samsung приводах.

Чем выше скорость записи DVD привода, тем мощнее установлен в нем лазерный диод.

Разбор привода

Имея перед собой привод, первым делом снимают верхнюю крышку, открутив 4 винта. Затем извлекают подвижный механизм, который находится в центре и соединён с печатной платой гибким шлейфом. Следующая цель – лазерный диод, надёжно впрессованный в радиаторе из алюминиевого или дюралевого сплава. Перед его демонтажем рекомендуется обеспечить защиту от статического электричества. Для этого выводы лазерного диода спаивают или обматывают тонкой медной проволокой.

Далее возможны два варианта. Первый подразумевает эксплуатацию готового лазера в виде стационарной установки вместе со штатным радиатором. Второй вариант – это сборка устройства в корпусе переносного фонарика или лазерной указки. В этом случае придётся приложить силу, чтобы раскусить или распилить радиатор, не повредив излучающий элемент.

Драйвер

К питанию лазера необходимо отнестись ответственно. Как и для светодиодов, это должен быть источник стабилизированного тока. В интернете встречается множество схем с питанием от батарейки или аккумулятора через ограничительный резистор. Достаточность такого решения сомнительна, так как напряжение на аккумуляторе или батарейки меняется в зависимости от уровня заряда. Соответственно ток, протекающий через излучающий диод лазера, будет сильно отклоняться от номинального значения. В результате на малых токах устройство будет работать не эффективно, а на больших – приведёт к быстрому снижению интенсивности его излучения.

Оптимальным вариантом считается использование простейшего стабилизатора тока, построенного на базе LM317. Данная микросхема относится к разряду универсальных интегральных стабилизаторов с возможностью самостоятельного задания тока и напряжения на выходе. Работает микросхема в широком диапазоне входных напряжений: от 3 до 40 вольт.

Аналогом LM317 является отечественная микросхема КР142ЕН12.

Для первого лабораторного эксперимента подойдет схема, приведенная ниже. Расчет единственного в схеме резистора производят по формуле: R=I/1,25, где I – номинальный ток лазера (справочное значение).

Иногда на выходе стабилизатора параллельно диоду устанавливают полярный конденсатор на 2200 мкФх16 В и неполярный конденсатор на 0,1 мкФ. Их участие оправдано в случае подачи напряжения на вход от стационарного блока питания, который может пропустить незначительную переменную составляющую и импульсную помеху. Одна из таких схем, рассчитанная на питание от батарейки “Крона” или небольшого аккумулятора, представлена ниже.

На схеме указано примерное значение резистора R1. Для его точного расчета необходимо воспользоваться вышеприведенной формулой.

Собрав электрическую схему, можно сделать предварительное включение и как доказательство работоспособности схемы, наблюдать ярко-красный рассеянный свет излучающего диода. Измерив его реальный ток и температуру корпуса, стоит задуматься о необходимости установки радиатора. Если лазер будет использоваться в стационарной установке на больших токах длительное время, то нужно обязательно предусмотреть пассивное охлаждение. Теперь для достижения цели осталось совсем немного: произвести фокусировку и получить узконаправленный луч большой мощности.

Оптика

Выражаясь по-научному, пришло время соорудить простой коллиматор, устройство для получения пучков параллельных световых лучей. Идеальным вариантом для этой цели будет штатная линза, взятая из привода. С её помощью можно получить довольно тонкий луч лазера диаметром около 1 мм. Количества энергии такого луча достаточно, чтобы насквозь прожигать бумагу, ткань и картон в считаные секунды, плавить пластик и выжигать по дереву. Если сфокусировать более тонкий луч, то данным лазером можно резать фанеру и оргстекло. Но настроить и надежно закрепить линзу от привода достаточно сложно из-за ее малого фокусного расстояния.

Намного проще соорудить коллиматор на основе лазерной указки. К тому же в её корпусе можно поместить драйвер и небольшой аккумулятор. На выходе получится луч в диаметре около 1,5 мм меньшего прожигающего действия. В туманную погоду или при обильном снегопаде можно наблюдать неимоверные световые эффекты, направив световой поток в небо.

Через интернет-магазин можно приобрести готовый коллиматор, специально предназначенный для крепления и настройки лазера. Его корпус послужит радиатором. Зная размеры всех составных частей устройства, можно купить дешевый светодиодный фонарик и воспользоваться его корпусом.

В заключение хочется добавить несколько фраз об опасности лазерного излучения. Во-первых, никогда не направляйте луч лазера в глаза людей и животных. Это приводит к серьёзным нарушениям зрения. Во-вторых, во время экспериментов с красным лазером надевайте зелёные очки. Они препятствуют прохождению большей части красной составляющей спектра. Количество света, прошедшее сквозь очки, зависит от длины волны излучения. Смотреть со стороны на луч лазера без защитных средств допускается лишь кратковременно. В противном случае может появиться боль в глазах.

Источник

Мощный лазер своими руками

Электроника не стоит на месте и активно развивается. Подумать только, ещё каких-то 40 лет назад обычный светодиод был диковинкой, стоил больших денег и выглядел как нечто из сверхтехнологий. Сейчас же маломощные светодиоды стоят копейки, распространены повсеместно, и ими уже никого не удивить. Зато в наше время есть свои причудливые вещи, которые не валяются на каждом углу, и представляют для радиолюбителя и простого человека немалый интерес — речь идёт о лазерных диодах. Они также бывают разной мощности, маломощные (десятки, максимум сотни милливатт), так и средней и высокой мощности. Мощные лазеры стоят больших денег и используются в промышленности в первую очередь для художественного выжигания по дереву, резки древесины. Для этих целей они подходят как нельзя кстати — ведь они могут обеспечить быстрый нагрев дерева и других материалов до высоких температур в очень узкой точке, моментально и очень точечно превращая древесину в чёрный уголь. Для таких целей применяются лазеры мощность примерно от 5Вт и более, они стоят немало и требуют очень аккуратного обращения — ведь даже случайный блик от такого лазера может моментально лишить человека зрения. Лазеры с более маленькой мощностью активно применяются в пишущих DVD приводах для «выжигания» информации на оптических дисках. Конечно, они не способны моментально палить дерево или резать фанеру, но тоже умеют кое-что интересное, например, лопать шарики. Также такой лазер можно применить и с полезной целью — для выжигания по дереву. Скорость сего процесса будет не очень велика, но зато результат может получиться куда лучше, чем от выжигания привычным выжигателем по дереву с нагревательным элементов, ведь сфокусированный луч лазера «светит» строго в одну точку, а потому может позволить создавать на древесине интересные мелкие узоры.

Разобрать привод не составляет труда, он разбирается путём откручивания винтиков по периметру корпуса. Кстати, такой металлический корпус позже вполне может будет покрасить и использовать вновь для создания новых самоделок. Внутри корпуса можно увидеть каретку на направляющих, на которой будет закреплён механизм с линзой и лазером. Из неё в первую очередь нужно вынуть сам лазер, желательно не повредив при этом линзу — в дальнейшем она тоже может понадобится. Лазер довольно трудно с чем-либо перепутать, его внешний вид показан на картинке ниже.

Он имеет три вывода, два из них в дальнейшем понадобятся для подачи питания на лазер, третий использоваться не будет. При демонтаже лазера можно проследить по дорожкам на плате привода, какой контакт лазера является плюсом, и какой минусом, если расположение выводов лазера отличается от представленного на фото выше. Не следует прикасаться к ножкам лазера голыми руками, выпаивать его также желательно выключенным от сети предварительно разогретым, либо заземлённым паяльником. После выпаивания не помешает соединить все три ножки лазера медной оголённой проволокой либо фольгой. Эти мероприятия нужно для того, чтобы минимизировать риск повреждения лазера статическим напряжением с рук или с одежды, ведь такие лазеры крайне чувствительны к статике. После того, как лазер успешно демонтирован из привода, можно приступать к сборке схемы, она представлена ниже.

Схема включения лазера состоит из минимума компонентов. В самой левой её части показан элемент питания, в его роли может выступать как литий-ионный аккумулятор, так и зарядка от телефона на 5В. В общем, любой источник постоянного напряжения от 3,5 до 5В, способный отдавать ток как минимум 0,5А. Ключ S1 на схеме — выключатель питания. Является необязательным элементов, ведь можно вручную отключать схему от питания, но для удобства его можно поставить. Выключатель можно использовать как с фиксацией, так и без фиксации, в этом случае лазер будет светить только при удержании выключателя. После ключа идёт резистор R1 — ключевой элемент схемы. Этот резистор является токозадающим, от выбора его номинала будет зависеть ток, протекающий через лазер, и, соответственно, мощность свечения. Чем меньше будет его сопротивление, тем сильнее будет свечение, тем сильнее его нагрев. Необходимо подобрать номинал этого резистора так, чтобы ток в цепи был равен примерно 300 мА.

Конденсаторы С1 и С2 на схеме — фильтрующие по питанию, их номинал не критичен и может варьироваться в больших пределах. С1 — керамический либо плёночный конденсатор, С2 — электролитический. Под обозначением HL1 на схеме подразумевается сам лазер, при этом анод на схеме — плюс лазера, катод — минус. Обратите внимание, что ни коем случае нельзя путать полярность подключения лазера, иначе он мгновенно сгорит и выйдет из строя. Схема проста, а потому не требует создания печатной платы — собрать всё можно навесным монтажом.

Как видно на фото, габариты схемы легко укладываются в размеры спичечного коробка. При первом включении нужен контролировать температуру лазера и также ток в цепи. Амперметр (мультиметр) включается в разрыв цепи питания схемы. Для первого включения номинал резистора можно взять побольше (10-20 Ом), а затем плавно уменьшать его, подводя ток в цепи до нужного значения в 300 мА.

Для того, чтобы луч лазера не рассеивался, нужно использовать коллиматор — специальную линзу, которая собирает параллельный пучок лучей. Купить коллиматор отдельно можно в магазине радиодеталей:

Либо использовать готовый коллиматор из лазерной указки.

Также можно поэкспериментировать, используя в качестве коллиматор линзу из DVD привода, которая стояла там вместе с лазером. Ниже представлены фотографии луча лазера. Особое внимание стоит уделить технике безопасности — при каждом включении лазера надевать защитные затемняющие очки, ведь даже блик от такого лазера может причинить серьёзный вред органам зрения. Ни в коем случае не направлять луч лазера на людей или животных. Удачной сборки!

Источник