[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
  • Страница 1 из 1
  • 1
Форум » Техника ~ Technics » Конструирование ~ Designing » Лазер в кустарных условиях
Лазер в кустарных условиях
freedomurbanДата: Пятница, 19.12.2008, 14:42 | Сообщение # 1
Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 630
Репутация: 6
Статус: Offline
http://shiztech.narod.ru/collector/home-laser.htm

Макс Квант*

Домашняя лазерная оптика

Введение

Лазеры существуют уже более сорока лет и уже плотно вошли в нашу жизнь, однако для простого обывателя они так и остаются недосягаемым предметом. Нет, конечно, есть и полупроводниковые лазеры, стоящие в CD-проигрывателях и указкой, но они монолитны и плохи для оптических опытов. Требуется такой лазер, чтобы можно было и в устройстве его покопаться, как в старой любимой машине. Точнее разобраться, как он работает и сделать при помощи него какие-нибудь простые эксперименты.

То, что будет сейчас описано – простейший способ создать домашнюю лазерную лабораторию. Конечно, это будут не новомодные фемтосекундные лазеры, не режущие сталь CO2 лазер, но кое-что тоже с ними возможно. Ведь вы же не ждёте от детского конструктора настоящей баллистической ракеты.

Покупать что-то специальное для этих поделок, вряд ли понадобиться. Кое-что можно вытащить из старого хлама, кое-что купить в ближайшем магазине. Стоит только спаять блок питания, но об этом позже.

Объяснять, как работает тот или иной лазер – я не буду! Для этого нужно просто взять какую-нибудь книгу. О. Звелто «Принципы лазеров» или Г. Ландсберг «Оптика», там всё хорошо описано. А тут это так просто не объяснишь.

Внимание! Будьте осторожны с паяльником, электричеством! Можно обжечься или получить электрический шок! Не работайте без защитных перчаток! С растворами будьте также осторожны!

Твердотельный лазер

Согласно кое-каким источникам, первым лазером был как раз твердотельный рубиновый. Который построили американцы. Наша же схема будет мало чем отличаться от американской. Разве что формой лампы. Схему этого лазера вы можете пронаблюдать на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема твердотельного лазера.

Прикрепления: 6653744.jpg (133.3 Kb)
 
freedomurbanДата: Пятница, 19.12.2008, 14:44 | Сообщение # 2
Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 630
Репутация: 6
Статус: Offline
Здесь в качестве корпуса подойдёт простая алюминиевая банка от газированного напитка или пива. У банки ножницами нужно срезать днище и сделать четыре отверстия. В отверстия вставить проволочки (а не ниточки, нитка может от температуры деформироваться или даже загореться) и натянуть. Должен получится ниточный крест в количестве двух штук. На этом кресте будет покоиться активная среда и лампа накачки. На ещё двух ниточках покоиться лампа накачки.

Следует отрезать от ещё одной банки днище и оба днища соединить как показано на рисунке. В одном из днищ нужно сделать круглое отверстие, как раз в центре, напротив активной среды. Через это отверстие будет выходить излучение. В него можно вставить фокусирующую линзу. Для наилучшего эффекта желательно днища свести вместе, то есть сделать лазер как можно герметичнее (рекомендуется замотать изолентой стык), чтобы излучение могло выйти только в отверстие с линзой.

В качестве лампы накачки можно использовать продолговатую лампу накаливания, используемую в прожекторах, также можно просто сделать гирлянду из нескольких ламп от карманного фонаря, соединенных параллельно. Чтобы не повредить активную среду, лампы следует подвешивать как можно дальше, чтобы не было термического эффекта.

В качестве активной среды используется карамель «карандаш» (продолговатый карамельный шнур). В работе с ним следует соблюдать осторожность. Не следует браться мокрыми руками. Карандаш следует отломать нужной длины и отшлифовать концы, чтобы они были ровными. Тогда излучение будет выходить более стабильное.

Следует напомнить, что твердотельный лазер – импульсный, необходимо для него импульсный источник питания.

Газовый лазер

Газовый лазер был изготовлен вторым. В домашнем изготовлении он более сложен твердотельного, так как потребует некоторой герметичности. Схема газового лазера представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема газового лазера.

Прикрепления: 7526488.jpg (122.8 Kb)
 
freedomurbanДата: Пятница, 19.12.2008, 15:19 | Сообщение # 3
Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 630
Репутация: 6
Статус: Offline
В качестве колбы очень хорошо подойдёт бутылка 0,33 л, излучение, выходящее через донышко само собой будет фокусироваться, однако всё же рекомендуется поставить туда ещё одну собирающую линзу. Стёкол под углом Брюстера по понятным причинам здесь нет.

Сначала нужно подготовить бутылку. Для этого надо взять изолированные провода, к концам которых необходимо припаять контакты. Контакты следует смазать клеем и осторожно вставить в бутылку, как показано на рисунке. Клеить следует для того, чтобы контакты не свалились и замкнулись между собой. В качестве контактов подойдут старые монетки или кусочки консервной банки. Далее следует заделать горлышко изоляцией, но не до конца. Для изоляции подойдёт пластилин или оконная замазка. В пробочку следует налить немного спирта и красящей среды (в соотношении 2:1). После этого всё это осторожно герметично скрепляется, ставиться на пробку и оставляется на солнце. Нагретая смесь испариться и у вас будет активная среда в виде аэрозоля.

В качестве красящей среды подойдут: кока-кола (обширный спектр поглощения и узкая линии генерации), фанта, тархун, пиво (спектр генерации зависит от сорта), коньяк. Можно не использовать красителя, но водный лазер имеет широкую полосу генерации, практически белый лазер.

Газовый лазер может быть импульсным или непрерывным, поэтому в качестве источника питания может подойти и постоянный источник питания.

Внимание! Если у вас не получается генерация, необходимо проверить герметичность колбы и целостность контактов. Если на стенках колбы появились капельки, то следует их стряхнуть и снова поставить колбу на солнце.

Жидкостный лазер

Жидкостный лазер существенно отличается от своих предшественников, потому что в качестве накачки в нём используется не лампа или электрический разряд, а непосредственно ещё один лазер. Сам лазер представляет собой коробку, в которой находиться система сферических зеркал, представленных на рисунке 3.


Рисунок 3. Схема жидкостного лазера.

Прикрепления: 4451192.jpg (236.2 Kb)
 
freedomurbanДата: Пятница, 19.12.2008, 15:23 | Сообщение # 4
Admin
Группа: Администраторы
Сообщений: 630
Репутация: 6
Статус: Offline
Активную среду следует поместить в пробирку. Бутылка не пойдёт, у неё толстые стенки, хорошо рассеивающие излучение, к тому же бутылочное стекло может поглотить излучение. Необходимо точно поместить активную среду в фокус сферических зеркал, для этого лучше провести предварительные расчёты и нарисовать чертёж, чтобы правильно разместить все части лазера. Как уже было сказано, лазер помещается в коробку. Коробка должна быть целостной и излучение не должно проникать вне её.

В качестве активной среды следует взять спирт или какие-нибудь газированные напитки. Тогда получится настоящий лазер на красителях. Следует запомнить, что чем темнее жидкость – тем шире спектр её поглощения и в отверстие может проникнуть не только свет накачки. Не следует делать мощную накачку – жидкость может вскипеть или нагреться, до потери свойств поглощения.

В своё время на таких лазерах в серьёзных лабораториях удавалось получать генерацию на воде и коньяке.

Зеркала

В качестве зеркал лучше всего использовать отшлифованную мелкой наждачной бумагой жесть или алюминий от банки с газированными напитками. Дно от банки идеально подойдёт в качестве сферического зеркала. Также в качестве сферического зеркала подойдёт осколок от новогоднего шара. Но в работе с ним необходимо соблюдать осторожность – вещь хрупкая и острая.

Линзы

Можно использовать линзы от очков или других оптических приборов.

Можно изготовить линзы самим. Для этого необходима какая-нибудь сферическая ёмкость (то же днище от алюминиевой банки или осколок от новогоднего шара). В качестве сырья для линз подойдёт силикатный канцелярский клей, который следует в ёмкости нагреть на небольшом огне (зажигалка, например). Со стеклянной ёмкостью в таком случае следует быть осторожным. Также можно использовать раствор обычной поваренной соли. 10 частей соли следует растворить в 1 части воды и поставить на солнце. Вода испариться и у вас будет линза настоящая NaCl линза.

Также можно просто нагреть кусок оргстекла, который, деформировавшись, образует линзу. Но такая линза будет неоднородной – то есть фокусное расстояние в разных местах будет разной.

Фокусное расстояние самодельных линз рассчитываются по формулам, указанным в любом приличном учебнике по оптике.

Дифракционная решётка (отражение)

В качестве дифракционной решётки подойдёт осколок от компакт-диска. Такая дифракционная решётка работает на отражение, то есть дифракционная картина будет наблюдаться в отражённом свете, то есть следует всегда ставить такую решётку под углом.

Источник питания

В качестве источника питания можно использовать блок питания к гирлянде. Желательно взять блок с регулируемым прерыванием. Такой блок не даст миллисекундных и более коротких импульсов, но всё же можно наблюдать импульсное излучение.

Также источник питания можно сделать. Собрав схему, изображённую на рисунке 4, можно получить синусоидальные импульсы. Подбирая различные параметры схемы можно добиться необходимой длительности импульса (длительность импульса следует рассчитать, просто наблюдая, ничего не получится). Для этого следует собирать источник питания на стенде.


Рисунок 4. Схема источника питания.

Внимание! Будьте осторожны, не подавайте слишком большое напряжение на схему, можно сжечь всю схему или отдельные её элементы.

Прикрепления: 2184342.jpg (33.6 Kb)
 
Форум » Техника ~ Technics » Конструирование ~ Designing » Лазер в кустарных условиях
  • Страница 1 из 1
  • 1
Поиск: