Лазерная указка

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.

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:

Разборка DVD-привода

Это нужно делать максимально осторожно, так как находящиеся внутри детали очень хрупкие.
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.
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 «+».
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.
Коллиматор можно изготовить из оптической линзы. Ее можно взять из простейшей лазерной указки китайского производства.

https://youtube.com/watch?v=widTv4kB8ak

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.

Вопрос для обдумывания

Что ярче: 5-милливатная ЛУ, Солнце или 1000-ваттная лампочка? По определению, яркость — это световой поток, излучаемый в единичный телесный угол с единицы поверхности излучающего тела. Возьмите листок бумаги и направьте на него поочередно луч ЛУ, луч Солнца или свет мощной лампы с рефлектором с расстояния 10 см, рассчитайте мощность, приходящуюся на единицу площади освещенной поверхности, и сравните полученные величины. Теперь представьте себе, что вместо листа бумаги находится маленькая фокусирующая линза. Оцените отношение освещенностей в фокусе линзы для всех трех случаев и покажите, что вы получили отношение яркостей трех источников. Так почему же яркость лазера в десятки тысяч раз больше яркости Солнца?

Делаем термоэлектрический калориметр

Большинство измерителей мощности, которыми пользуются профессиональные лазерщики построены как раз по принципу термоэлектрического калориметра. Раньше такой прибор собрать дома было почти невозможно (с ума сойдешь пару сотен термопар сварить, установить, сделать электрическую разводку и обеспечить тепловой контакт при этом. Да и на выходе было — единицы милливольт на Ватт. Нужен был очень хороший усилитель. Сейчас в продаже в магазинах радиодеталей появились пельтье-модули, которые как раз и представляют собой такую сборку термопар, да еще и не металлических а полупроводниковых. Сделать термоэлектрический калориметр теперь проще простого.

ЛУ красного цвета

Эти ЛУ являются самыми дешевыми и самыми распространенными. Работают от обычной батареи таблеточного типа, на базе красных лазерных диодов со спектром излучения 650-660 нм. Они оснащены драйверными платами, управляющими питанием. Для излучения в форме узкого луча используются выпуклые с обеих сторон линзы, называемые коллиматорами.

Красные ЛУ в основном маломощные до 1-100 мВт. Их характерной особенностью является то, что красные диоды довольно-таки скоро «прогорают», снижая интенсивность излучения, отчего большинство таких указок, спустя пару месяцев работы, начинают хуже светить, невзирая на заряд батареек.

Питание, драйверы, батарейки и аккумуляторы

Лазерный диод может питаться напрямую от батареи только при очень малой мощности. Для диодов от 50 милливатт требуется специализированный блок питания. Главная его функция — стабилизация напряжения. Даже изменение на 0,1 вольт может резко сократить срок службы лазерного диода.

Тип блока питания определяет мощность лазерной указки. Он всегда делается с запасом мощности. Кстати, блок питания является одним из самых простых и дешевых элементов указки. Типовой вариант — простой драйвер питания на круглой плате поперек корпуса. Точно так же делаются блоки питания светодиодных фонариков или, наоборот, повышающие преобразователи, например, для компактных люминесцентных ламп. Из аккумуляторов используются 18650, 16340, 32650. Батарейки — обычные АА, ААА, С и D. В указках-брелках часто встречаются часовые батарейки.

Устройство и принцип действия лазерных указок

Все современные лазерные указки от самых маломощных до самых мощных — полупроводниковые лазеры. Газовые лазеры не применяются. Полупроводниковые лазеры имеют простое устройство, им не требуются сложные блоки питания, но их теоретически невозможно построить на большую мощность. Она ограниченна несколькими ваттами. Для бытовых указок этого более чем достаточно. Лазерный луч в один ватт с хорошей собирающей оптикой будет уверенно виден на расстоянии до 10 км.

Полупроводниковые лазеры имеют очень схожее устройство со светодиодами. Свет генерируется в резонансных структурах. Для понимания процесса их можно представить в виде антенн, которые собираются в решетку из многих одинаковых элементов. Этот принцип используется в телевизионных антеннах (много одинаковых элементов установлены друг за другом на траверсе) и в радиолокаторах. В лазерах роль «антенн» играют кристаллические структуры полупроводников. При подаче тока электроны превращаются в фотоны и начинается процесс монохромного оптического излучения.

Перспективные разработки лазерных указок

Полупроводниковые лазеры уже сейчас обладают очень высоким КПД. Тем не менее, основное направление дальнейших разработок — повышение КПД путем подбора состава и технологии производства. Мощный лазер довольно интенсивно нагревается, что говорит о том, что его КПД далек от идеального. КПД лазеров растет примерно одинаково со светодиодами. Там схожая технология производства. И то, и другое — полупроводниковые источники света.

Другие разработки ведутся в получении новых цветов лазерных указок. Как ни странно, но эта техническая задача тоже не решена. Зеленый green laser и красный уже стал слишком привычным. Очень интересным было бы появление лазерных указок других цветов, однако полупроводники для получения желтых и оранжевых лазеров по-прежнему очень дороги. Ведутся разработки по их удешевлению.

Возможности Lazer Beam

Эта указка действительно опасна. Лопнувшие шарики и зажженные спички для нее – просто «детский лепет». Она способна разжечь костер с расстояния в 200 м, почти насквозь прожечь мобильный телефон, устроить пожар – любая ткань (кроме специально обработанной) воспламеняется мгновенно. Такие лазеры используют, например, для демонстрации шоу. Ночью луч виден на расстоянии в 85 км. В то время как «дальнобойность» обычной указки едва превышает 1 км.

В России такой игрушке пока нет достойных аналогов. Местные производители предлагают лишь «бытовые» указки. Их мощность не превышает 1 000 милливатт. Связано это, прежде всего, с дороговизной излучающего элемента – такой продукт оказался бы неконкурентоспособным на рынке. В настоящее время ведется поиск решения, которое позволило бы снизить себестоимость.

Выбор лазерных указок: на что обратить внимание

  • Мощность — ключевой критерий. Она обозначается в милливаттах и прямо влияет на цену. Выше мощность — выше цена и общая сложность изделия. У более мощных лазерных диодов меньше срок службы. Они интенсивно нагреваются во время работы, и их световая отдача быстрее падает;
  • Питание. Сменные аккумуляторы — лучший вариант. Лазерные указки с питанием от часовых батареек совершенно не подходят для продолжительной эксплуатации. Другой хороший вариант — унифицированные батарейки АА и ААА. Они подходят для нечастого применения. Если лазер берется в качестве редко используемой игрушки, то пальчиковые батарейки — лучший вариант. Аккумуляторы оправданны только при частом применении, либо, если у вас есть другое устройство, которое работает на таких же аккумуляторах. Тогда их можно будет быстро переставить;
  • Корпус и теплоотвод. Литой алюминиевый корпус — лучший теплоотвод. Жестяной и пластиковый корпус применим только для маломощных моделей.

Очень важен режим регулируемой мощности. Это позволит лазерному диоду работать в более щадящем режиме, и он послужит дольше. Также регулируемая мощность добавляет новые функции, например, для кота нужно ставить самый слабомощный режим. Кошки хорошо реагируют на красный и зеленый лазер

Меры предосторожности здесь такие же как и с людьми. Глаз кошачьих точно также незащищен от лазеров, как и человеческий

Линейный лазер из указки своими руками

Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины! В данной статье, автор YouTube канала «jisaku-kobo» расскажет Вам, как из обычного лазерного модуля, или указки сделать очень полезное приспособление для дома и мастерской.


Эта простая конструкция позволит сделать из точечного лазера линейный.


С ее помощью можно будет делать линейные указатели для различных станков, что весьма облегчит работу. Материалы. — Алюминиевая трубка внешним диаметром 8 мм и толщиной стенок 1 мм — Профильная алюминиевая труба 10Х10 мм, толщина стенок 1 мм — Лазерный модуль — Пластиковые болтики — Держатель для двух пальчиковых батареек — Термоусадочная трубка, припой — Двухкомпонентная эпоксидная смола — Стеклянный круглый пруток диаметром 3-5 мм — Малярная лента — Две батарейки АА.

Инструменты, использованные автором. — Паяльник — Небольшая циркулярная пила, либо ножовка по металлу — Струбцина — Плоская и крестовая отвертки — Сверлильный станочек — Угольник — Метчик — Алмазный надфиль.

Процесс изготовления. Итак, автор приобрел лазерный модуль с длиной волны в 580 нм, и батарейный отсек.


Теперь мастер прислоняет стеклянную трубочку к торцу указки, и вместо точки получается очень хорошо видимая, яркая линия.


А вот и чертеж самого корпуса.

Сверлит отверстия для стеклянной палочки, и зажимного болтика М3

Очень важно сделать отверстия для линзы строго соосно


На миниатюрной циркулярной пиле немного выдвигает отрезной диск, устанавливает упор по длине заготовки, и фиксирует его струбциной.


Для усовершенствования автору нужна алюминиевая трубка 8 мм диаметром, и тот же квадратный профиль 10Х10 мм.


При помощи эпоксидной смолы вклеивает трубку внутрь квадрата на глубину около 10 мм.


Спасибо автору за простое, но полезное приспособление для мастерской и дома!

Всем хорошего настроения, удачи, и интересных идей!

Источник

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

IV. Измерения

  1. На всякий случай убедитесь, что калибратор выключен. Включите мультиметр (на предел измерения 200 mV). Ждите пока показания устоятся. Как обычно запишите значение «нуля»
  2. Светите лазерной указкой на рабочую (зачерненную) поверхность Пельтье. Ждите пока показания устоятся. В случае с указками показания сначала растут до максимума, потом медленно снижаются — просаживаются батарейки указки. При этом желательно как-нибудь указку закрепить (штатив, тиски, изолента), а еще желательно на пятно не смотреть — наловитесь «зайчиков». Для указки с сетевым питанием запишите устоявшиеся показания, для указки с батарейным питанием — показания в максимуме.
  3. Пересчитайте показания: мощность указки w=k*(показания — значене нуля)=6мВт/мВ * (10.7-0.0) = 64 мВт. k — калибровочный коэффициент, найденный при калибровке.

Безопасность лазеров

Лазерное излучение опасно при попадании в глаза.

Обыкновенные ЛУ обладают мощностью 1-5 мВт, их относят ко 2-3А классам опасности. Они могут быть опасными, в случаях направления луча в глаза людям на довольно-таки продолжительные периоды или при помощи оптических приборов. ЛУ мощностью 50-300 мВт относят к 3B-классу. Они опасны причинением сильных повреждений сетчатки глаз, причем даже при кратковременных попаданиях прямого лазерного луча.

Кроме того, ЛУ могут оказывать исключительно раздражающие воздействия

Особенно, если луч попадет в глаза водителей или летчиков, что может отвлечь их внимание или даже привести к ослеплению. В некоторых странах такие деяния влекут за собой уголовную ответственность

Например, в 2020-ом году одного американца приговорили к почти двум годам тюремного заключения за непродолжительное ослепление мощным лазером летчика в полицейском вертолете.

В последние годы случается все больше многочисленных «лазерных инцидентов» в развитых странах, вызываемых требованиями по ограничению или запрещению ЛУ. В настоящее время законодательством Нового Южного Уэльса предусмотрен штраф за владение ЛУ, а за совершение «лазерного нападения» — заключение до 14-ти лет.

Применение ЛУ запрещено по правилам во время проведения футбольных матчей. Так, например Алжирская федерация футбола была оштрафована на 50 000 швейцарских франков за то, что болельщиками при помощи лазерной указки ослепили вратаря российской сборной Игоря Акинфеева во время ЧМ-2014.

Примечания

  1. [casix.com/products/crystal-products/diode-pumped-laser-crystal-microchip.shtml Casix — Crystal, precision optics products, lenses and coatings]. Проверено 30 января 2013. [www.webcitation.org/6E80Mfg0Z Архивировано из первоисточника 2 февраля 2013].
  2. Обычно представляет собой голубоватую стеклянную пластинку размером 3×3×1 мм.
  3. 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»
  4. [www.fifa.com/mm/document/tournament/competition/51/53/98/safetyregulations_e.pdf FIFA Stadium Safety and Security Regulations] — стр. 96, пункт «g»
  5. Evans, Simon . [in.reuters.com/article/2014/06/30/us-soccer-world-alg-lasers-fifa-idINKBN0F52E220140630 Algeria zapped with FIFA fine over lasers], Рейтер (1 июля 2014 года). Проверено 2 июля 2014.

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.

ЛУ: применение

ЛУ часто пользуются образовательные учреждения, например для физических экспериментов, а также для презентаций;
Световая точка, которую образует лазерный луч, привлекает внимание домашних животных. Особенно на них реагируют кошки и собаки, что зачастую приводит людей к играм с этими домашними питомцами;
Зелеными ЛУ пользуются как в любительских, так и в профессиональных астрономических исследованиях

Зеленые ЛУ используются для определения направлений звезд и созвездий;
ЛУ применяются в качестве лазерных целеуказателей, для точного прицеливания огнестрельного или пневматического оружия;
ЛУ применяются радиолюбителями, как элемент связи в видимых границах;
Красные ЛУ с отсоединенными коллиматорами пользуется при создании любительских голографий;
Лабораторная практика пользуется ЛУ (особенно зелеными) для выявления в жидкостях, газах или любых прозрачных веществах в малых количествах примесей или взвесей механического происхождения, которые незаметны для невооруженного глаза.

Области применения

Привычная нам лазерная указка мощностью 1-5 миливатт продается в любом сувенирном отделе. Часто их используют в школе, во время презентаций

Яркое цветное пятно позволяет спикеру сконцентрировать и удерживать внимание аудитории

Подобные целеуказатели, только более мощные, используют и военные. Уже достаточно давно существует стрелковое оружие с лазерным целеуказателем.

В качестве ориентира указку могут использовать туристы, рыбаки, альпинисты. Например, если кто-то из группы отстал или заблудился, он может подать сигнал. Кстати, зеленый луч, в отличие от красного, отлично видно днем. Причем на довольно большом расстоянии. Это связано с тем, что длина волны в этом случае максимально приближена к пику чувствительности человеческого глаза.

Еще с помощью лазерной указки очень удобно показывать звезды в ночном небе. Да и детям такой подарок точно понравится. Хотя животные тоже любят играть с ярким световым пятном. Особенно кошки.

Но даже с обычной указкой нужно обращаться очень осторожно. Нельзя направлять лазерный луч прямо в глаза

Это может привести к серьезному повреждению сетчатки.

Выводы

Итак, обобщив все вышесказанное, можно сделать следующие выводы:

Китайские указки, которые продаются в любой сувенирной лавке, вполне безопасны для здоровья человека — их мощность не превышает 10 милливатт. Однако стоит все же избегать прямого попадания лазерного луча в глаза.
Мощные лазерные указки — совсем другое дело. В большей степени это уже не безобидная игрушка, а профессиональный инструмент — например, их используют устроители лазерных шоу

Соответственно, обращаться с ними нужно крайне осторожно, соблюдая все правила техники безопасности.
На данный момент наши производители выпускают лишь целеуказатели мощностью до 1 000 милливатт — это и есть самая мощная лазерная указка в России. Кстати, такая тоже вполне способна взрывать шарики и поджигать спички.
Lazer Beam — самая мощная лазерная указка в мире

100 000 мВт позволяют ей легко прожигать пластик и дерево. В ТОП-3 также входит и Blue Dragon — хит продаж 2014 года. Теперь она занимает лишь почетное 3-е место. А на втором — Laser 50000 мВт.

Самые мощные лазерные указки в мире — это уже не игрушки. Они действительно опасны для здоровья. И соблюдение правил техники безопасности при работе с ними — отнюдь не пустая формальность.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector