منو
خانهسیستمیک

نمودار اتصال لیزر ما یک لیزر سوزاندن قدرتمند از یک درایو DVD با دست خودمان می سازیم. تمرکز شار نور در یک پرتو

در این پست توضیح خواهم داد که چگونه یک نشانگر لیزری بنفش را از سطل زباله ای که در دست بود جمع کردم. برای انجام این کار، من به یک دیود لیزر بنفش، یک کولیماتور برای همگرایی پرتو نور، قطعات محرکه، محفظه لیزر، منبع برق، آهن لحیم کاری خوب، بازوهای مستقیم و میل به ایجاد نیاز داشتم.

علاقه مند و مایل به حفاری عمیق تر در الکترونیک - لطفا زیر گربه.

با کاتر بلوری مرده مواجه شدم. حیف بود که آن را دور بیندازم، اما نمی دانستم با آن چه کنم. شش ماه بعد با ویدیویی مواجه شدم که در آن چنین «اسباب بازی» خانگی نشان داده شده بود. اینجاست که Bluray به کار می آید!

سیستم خواندن و نوشتن درایو از یک دیود لیزری استفاده می کند. در بیشتر موارد اینگونه به نظر می رسد:

یا اینجوری

برای تغذیه دیود "قرمز" 3-3.05 ولت و بسته به قدرت آن از 10-15 تا 1500-2500 میلی آمپر مورد نیاز است.
اما دیود "بنفش" به 4.5-4.9 ولت نیاز دارد، بنابراین برای تغذیه از طریق مقاومت باتری لیتیومی کار نمی کند. باید درایور درست کنی

از آنجایی که تجربه مثبتی از تراشه ZXSC400 داشتم، بدون تردید آن را انتخاب کردم. این تراشه درایور LED های قدرتمند است. دیتاشیت با تسمه به شکل ترانزیستور، دیود و اندوکتانس، من هوشمند نشدم - همه چیز از برگه داده است.

من یک برد مدار چاپی برای درایور لیزر ساختم که برای بسیاری از آماتورهای رادیویی با نام LUT (فناوری اتو لیزری) شناخته می شود. این نیاز دارد پرینتر لیزری. این طرح در برنامه SprintLayout5 ترسیم شد و برای انتقال بیشتر نقاشی به textolite روی فیلم چاپ شد. تقریباً از هر فیلمی می توانید استفاده کنید، به شرطی که در چاپگر گیر نکند و به خوبی روی آن چاپ شود. فیلم از پوشه های پاکت پلاستیکی کاملاً مناسب است.

اگر فیلمی وجود ندارد، نیازی به ناراحتی نیست! ما یک مجله براق زنانه را از یک دوست یا همسر قرض می گیریم، غیر جالب ترین صفحه را از آنجا برش می دهیم و آن را در اندازه A4 تنظیم می کنیم. سپس چاپ می کنیم.

در عکس زیر یک فیلم با تونر اعمال شده در قالب یک نمودار سیم کشی و یک تکه تکستولیت آماده برای انتقال تونر را مشاهده می کنید. مرحله بعدی آماده سازی تکستولیت است. بهتر است یک قطعه دو برابر بزرگتر از طرح ما بردارید تا در مرحله بعد راحت تر آن را روی سطح فشار دهید. سطح مسی باید سمباده و چربی زدایی شود.
اکنون باید "نقاشی" را منتقل کنید. یک اتو در کمد پیدا می کنیم، آن را روشن کنید. در حالی که گرم می شود، یک تکه کاغذ با نمودار روی پارچه قرار دهید.

به محض گرم شدن اتو، باید فیلم را با دقت از طریق کاغذ اتو کنید.

این ویدیو به وضوح این روند را نشان می دهد.

وقتی به تکستولیت "چسبید"، می توانید اتو را خاموش کرده و به مرحله بعدی بروید.

پس از انتقال تونر با استفاده از اتو معمولی، این مورد به صورت زیر است:

اگر برخی از آهنگ ها منتقل نشدند یا خیلی خوب منتقل نشدند، می توان آنها را با یک نشانگر CD و یک سوزن تیز اصلاح کرد. توصیه می شود از یک ذره بین استفاده کنید، مسیرها بسیار کوچک هستند، فقط 0.4 میلی متر. تخته برای حکاکی آماده است.

ما با کلرید آهن مسموم خواهیم کرد. 150 روبل در هر شیشه، برای مدت طولانی کافی است.

ما محلول را رقیق می کنیم ، جای خالی خود را آنجا می اندازیم ، تخته را "هم می زنیم" و منتظر نتیجه می مانیم.

فراموش نکنید که فرآیند را کنترل کنید. ما تخته را با موچین با دقت بیرون می آوریم (همچنین بهتر است آن را بخریم ، به این ترتیب هنگام لحیم کاری خود را از تشک اضافی و "خراش" لحیم کاری روی تخته آینده نجات می دهیم).

خوب، تخته حک شده است!

به آرامی با یک کاغذ سنباده ریز تمیز کنید، فلاکس بزنید، قلع. در اینجا چیزی است که پس از قلع کردن اتفاق می افتد.

لحیم کاری بیشتری نسبت به هر جای دیگر روی لنت های تماسی اعمال می شود، به طوری که لحیم کاری قطعات راحت تر و بدون استفاده از لحیم کاری اضافی است.

ما راننده را طبق این طرح جمع آوری می کنیم. لطفا توجه داشته باشید: R1 - 18 میلیون اهم، اما نه مگااهم!

هنگام لحیم کاری، بهتر است از یک آهن لحیم کاری با نوک نازک استفاده کنید، برای راحتی، می توانید از ذره بین استفاده کنید، زیرا قطعات بسیار کوچک هستند. برای این لحیم کاری از flux LTI-120 استفاده شده است.

بنابراین، تخته تقریباً لحیم شده است.





سیم به جای مقاومت 0.028 اهم لحیم شده است، زیرا بعید است که چنین مقاومتی را پیدا کنیم. شما می توانید 3-4 جامپر SMD را به صورت موازی لحیم کنید (آنها شبیه مقاومت هستند، اما برچسب 0 دارند)، آنها حدود 0.1 اهم مقاومت واقعی دارند.

اما هیچ کدام وجود نداشت، بنابراین من از معمول استفاده کردم سیم مسیمقاومت مشابه من دقیقاً اندازه گیری نکردم - فقط محاسبات یک ماشین حساب آنلاین.

آزمایش کردن.

ولتاژ فقط روی 4.5 ولت تنظیم شده است، بنابراین خیلی روشن نمی درخشد.

البته تخته قبل از شستن شار کثیف به نظر می رسد. با الکل ساده بشویید.

اکنون ارزش نوشتن در مورد کولیماتور را دارد. واقعیت این است که خود دیود لیزر با یک پرتو نازک نمی درخشد. اگر آن را بدون اپتیک روشن کنید، مانند یک LED معمولی با واگرایی 50-70 درجه می درخشد. برای ایجاد یک پرتو، به اپتیک و خود کولیماتور نیاز دارید.

کولیماتور از چین سفارش داده شده است. همچنین حاوی یک دیود قرمز ضعیف است، اما من به آن نیاز نداشتم. دیود قدیمی را می توان با پیچ M6 معمولی از بین برد.

کولیماتور را می چرخانیم، لنز را باز می کنیم و بازگشت، درایور را از دیود لحیم کنید. چسب باقی مانده در یک گیره بسته می شود. می توانید با ضربه زدن به دیود آن را از بین ببرید.
دیود خراب است.



اکنون باید یک دیود بنفش جدید را فشار دهید.
اما نمی توانید پایه های دیود را فشار دهید و فشار دادن آن به روش دیگری ناخوشایند است.
چه باید کرد؟
پشت کولیماتور برای این کار عالی است.
ما یک دیود جدید را با پایه ها در سوراخ پشت سیلندر وارد می کنیم و آن را در یک گیره می بندیم.
گیره را به آرامی سفت کنید تا دیود کاملاً در کولیماتور فشرده شود.



بنابراین، درایور و کولیماتور مونتاژ می شوند.
اکنون کولیماتور را در "سر" لیزر خود ثابت می کنیم و دیود را با استفاده از سیم به خروجی های درایور یا مستقیماً به برد درایور لحیم می کنیم.

به عنوان یک مورد، تصمیم گرفتم از یک چراغ قوه ساده از یک فروشگاه سخت افزار برای صد روبل استفاده کنم.
به نظر می رسد این است:

تمام قطعات آهن برای لیزر و کولیماتور.

یک آهنربا برای اتصال آسان به گیره لباس وصل شده است.
فقط کافی است دستگاه لیزر را داخل محفظه قرار دهید و آن را سفت کنید.



طرح بندی اسپرینت 5، فایل های طرح بندی تخته مدار چاپیکه در

مقاله ای را به شما جلب می کنم که در آن ساخت یک لیزر قرمز قدرتمند را توضیح می دهد که می تواند کبریت ها را روشن کند و اجسام مختلف را بسوزاند!

برای به دست آوردن یک پرتو قرمز سوزان (650 نانومتر)، شما نیاز دارید نوشتندرایو دی وی دی، شاید قدیمی و خراب (به احتمال زیاد دیود لیزر آنجا کار می کند). مناسب و درایو CD-RW، همچنین نوشتندرایو Blu-ray، تنها اولی با پرتو مادون قرمز تقریبا نامرئی (780 نانومتر) و دومی بنفش (405 نانومتر) می درخشد.

ما درایو را جدا می کنیم و به دنبال چیزی شبیه به این دیود لیزری می گردیم:

در یک محفظه فلزی که حرارت را از بین می برد قرار داده می شود. و این بدنه داخل پایه فلزی قرار می گیرد. این به شما بستگی دارد که ld را از پایه و کیس بیرون بکشید یا نه. LD های بدون قاب تخت قطعا ارزش بیرون کشیدن ندارند. من آن را در جعبه - رادیاتور - گذاشتم و آن را از پایه بیرون کشیدم. همه اینها تاثیر می گذارد اتلاف گرما، که مورد نیاز است! من با این نظر مواجه شدم که سینک حرارتی کالسکه هنگام تغذیه با جریان غیر پالس کافی نیست. شاید این برای برخی از مدل‌های درایو درست باشد، یا اگر می‌خواهید حداکثر قدرت را دریافت کنید.

DVD-RW دارای 2 دیود لیزری است، یکی مادون قرمز برای پخش و ضبط سی دی و دیگری قرمز برای ضبط و پخش DVD. می توانید 2 لیزر بسازید! و از BD-RE - به اندازه سه! در مدل های مدرن DVD-RW، LD های دوگانه روی یک تراشه استفاده می شود.

روشن کردن هر دو دیود قرمز و مادون قرمز در جریان بالا در چنین مجموعه هایی غیرممکن است! دیود لیزر از الکتریسیته ساکن می ترسد، بنابراین به محض دیدن 3 پا ld، بسته بندی کنیدآنها سیم لخت!

نمی توان کارگردانی کرد اشعه لیزربه چشم و روی سطوح بازتابنده، به عنوان این می تواند منجر به از دست دادن جزئی یا کامل بینایی شود!!! این در مورد لیزر مادون قرمز نامرئی نیز صدق می کند زیرا قدرت سوزاندن آن مانند قرمز یا بنفش است!!!

دیود لیزر باید با جریان خاصی تغذیه شود که بیش از حد آن باعث گرم شدن LD می شود و در نتیجه مانند یک LED معمولی می درخشد یا حتی می سوزد. برای جلوگیری از این امر، باید یک مدار ویژه - درایور را جمع آوری کنید.

طرح 1:


خازن ها هر ولتاژ(از 3 ولت) C1ظرفیت 0.1uFو C2ظرفیت 100uFمحافظت در برابر الکتریسیته ساکن و اطمینان از گذرا. پس از اتصال آنها به LD، سیم را می توان از سرنخ ها جدا کرد. منهای به یکی از پایانه ها و کیس اعمال می شود، روی پین دوم پلاس از پایه سوم استفاده نشده است. محل قرارگیری قطب ها در نمودار دوم به وضوح قابل مشاهده است. برای برخی از LD ها، +. من این را با 808nm ld ملاقات کردم. برای دیودهای دوتایی، ترمینال میانی یک منهای G مشترک است، پایانه‌های افراطی مثبت هستند: C برای برق CD، D برای برق DVD.

برای تغذیه این مدار، استفاده از باتری تلفن همراه یا 3 باتری قلمی راحت است. ولتاژ باتری ممکن است بیشتر از مقدار مشخص شده باشد.، به خصوص بلافاصله پس از شارژ (تا 4.2 ولت، در 3.7 ولت نشان داده شده)، بنابراین آن را با یک مولتی متر بررسی کنید!

تطابق سرعت تقریبی ضبط DVDقدرت و قدرت جریان دیودهای لیزر:

16x - 250-260mA. توان 200 مگاوات

18x - 300-350mA.

20x - 400-450mA. توان 270 مگاوات

22x - 450-500mA. قدرت 300mW

24x - 450-500mA.

توان IR LD در CD-RW 100-200mW است.

قدرت LD بنفش در BLU-RAY RW 60-150mW است.

قدرت LD بنفش در BLU-RAY غیر ضبط 15 میلی وات است.

روابط فوق بین سرعت ضبط و قدرت جریان می تواند باشد برای همه قابل اجرا نیستبه عنوان مثال، هنگام بررسی 2 LD دو برابر شده روی یک کریستال، معلوم شد که در ولتاژ 3 ولت، جریان 260 میلی آمپر به یکی از آنها و 280 میلی آمپر به دومی می رود که مربوط به 16 برابر است، اگرچه درایوها 24 برابر بودند. بنابراین هزینه بیشتری دارد به افت ولتاژ توجه کنیدنسبت به اتصال سرعت و جریان بالا. LED های مادون قرمز در این کریستال ها جریانی برابر با 110 میلی آمپر با ولتاژ 2.2 ولت تولید می کردند. در 250 میلی آمپر، آنها همچنین به کار خود ادامه دادند، ولتاژ از افت مطمئن فراتر رفت و به 2.8 ولت رسید، که می تواند باعث کاهش عمر یا فرسودگی در برخی موارد شود.

ابتدا می توانید مقاومت مورد نیاز مقاومت R1 را با فرمول دریافت کنید:

R1=(Uin-Upfall)/I، جایی که:

Uin. - ولتاژ باتری

سقوط - افت ولتاژ در ld. گاوصندوق تقریبی سقوطبرای قرمز (650 نانومتر) - 3 ولت(برای رایترهای غیر دی وی دی کم مصرف، این ولتاژ ممکن است باشد بیش از اندازهبرای مادون قرمز (780 نانومتر) - 2.2 ولت، برای مادون قرمز (808 نانومتر) - 1.9 ولت، برای بنفش (405 نانومتر) - 5.5 ولت، برای آبی (445 نانومتر) - 4-4.4 ولت.

I قدرت فعلی است که در جدول بالا نشان داده شده است.

مثال برای ld قرمز: R1=(3.6V-3V)/0.25A= 2.4 اهم

قدرت مقاومت: P=(Uin.-Upad.)^2/R=(3.6V-3V)^2/2.4 Ohm=0.15W یا P=(Uin.-Udrop.)*I=(3.6V-3V)* 0.25 A=0.15W

توصیه می شود در ابتدا یک مقاومت نصب کنید بیشتر با اندازه گیری مقدار فعلی با مولتی متر. این برای محافظت از LD های غیر استاندارد ضروری است، که در 3 ولت می توانند جریان بیش از حد ایجاد کنند. و با پیروی از جریان، مقاومت را بیشتر کاهش دهید.

طرح 2:


نقطه ضعف طرح اول این بود که افت ولتاژ باتری در هنگام تخلیه باعث کاهش خطی روشنایی لیزر می شود.

در این طرح، به لطف استفاده از، چنین مشکلی وجود ندارد تثبیت کننده قابل تنظیم KREN12A یا آنالوگ آن LM317T.

اما این تثبیت کننده جبران است، ولتاژ عرضه شده باید 1.4 ولت بیشتر از نیاز ما باشد، یعنی. برای دریافت 3 ولت در ld، مدار باید از 4.4 ولت تا 37 ولت تامین شود،و خروجی همچنان 3 ولت (در انتخاب صحیحمقاومت ها). اگر کمتر از 4.4 ولت وصل کنید، روشنایی لیزر مانند طرح 1 کاهش می یابد، زیرا باتری بیشتر تخلیه می شود. برای 780 نانومتر ld (2.2 ولت، 110 میلی آمپر) به مدار از 3.8 ولت تا 37 ولت

این مدار ممکن است برای LD ها مناسب نباشد که مشخصه جریان-ولتاژ در آنها با تغییرات دما به شدت نوسان می کند و باعث سوختن آنها می شود.اگر به موقع متوجه جریان اضافی نشدید. اطلاعاتی وجود دارد که چنین تأثیری در ld آبی مشاهده می شود. از همین رو، اندازه گیری جریان تا زمانی که LD به طور کامل گرم شود لازم استتا اطمینان حاصل شود که بیش از حد اتفاق نیفتاده است.

R2 با فرمول محاسبه می شود:

R2=R1*(Uout-Uref)/Uref

مثال برای ld قرمز:

R2\u003d 240 اهم * (3V-1.25V) / 1.25V \u003d 336 اهم

توصیه می شود در ابتدا R2 را تنظیم کنید کمترمقاومت نسبت به فرمول بدست آمدهدر حالی که به طور همزمان ld جریان را با اتصال مولتی متر به صورت سری با آن اندازه می گیریم. این برای محافظت از LD های غیر استاندارد ضروری است، که در 3 ولت می توانند جریان بیش از حد ایجاد کنند. و سپس مقاومت R2 را به دنبال جریان افزایش دهید.

خازن ها مانند مدار اول هستند.

مقاومت ها باید باشند به خوبی به مدار متصل است(مقاومت متغیر باید باشد کاملا قابل سرویس، بدون کوچکترین باز شدن مدار). از دست دادن تماس باعث افزایش ولتاژ در LD می شود که به همین دلیل است فوراً می سوزند!

طرح 3:


این مدار با مدار دوم از این جهت متفاوت است که جریان ثابتی را حفظ می کند، در حالی که مدار دوم پشتیبانی می کند ولتاژ پایدار. جریان را محدود می کند 250 میلی آمپر، به شرطی که مقاومت متغیر روی آن تنظیم شده باشد 0 اهمو مقاومت های ثابت (مقاومت 5 اهم با توان مناسب) که مقادیر آنها در نمودار نشان داده شده است. مدار برق با ld قرمزجریان 250 میلی آمپر : 5.7 ولت تا 37 ولت. دارای مادون قرمز(2.2 ولت 110 میلی آمپر) 5 ولت تا 37 ولت

خازن ها مشابه خازن های مورد استفاده در دو مدار اول هستند.

مقاومت های تصویر باید برای نوع خاصی از LD دوباره محاسبه شود!

مقاومت با فرمول محاسبه می شود:

R=1.25/I،جایی که R مجموع مقاومت های مقاومت مدار است، I قدرت جریان است.

برای به دست آوردن جریان 250 میلی آمپر، باید از یک مقاومت استفاده کنید 5 اهم.

قدرت فعلی را تنظیم کنید مقاومت متغیرهنگام نظارت بر قرائت مولتی متر لطفا توجه داشته باشید که برای عملکرد صحیح استابلایزر باید از ولتاژی بیشتر از مدار دوم استفاده کنید.

لازم است مدار را مونتاژ کنید و تنها پس از آن منبع تغذیه را وصل کنید. اتصال LD به مدار روی مدار ممکن است باعث شود سوختن!

در زیر عکس لیزر من است. بر روی یک محفظه باتری برای 3 باتری AA نصب شده است و یک دکمه نیز در آنجا چسبانده شده است. ساختار اصلی ساخته شده از سازنده آلومینیومی نقش هیت سینک را ایفا می کند.


سبک دیود لیزرمانند یک LED معمولی واگرا می شود، اما ما به یک پرتو لیزر نیاز داریم! برای این منظور لازم است استفاده شود هماهنگ کننده، یعنی عدسی که تابش را به یک پرتو متمرکز می کند. من از یک لنز از یک اشاره گر لیزری استفاده کردم، شما همچنین می توانید از لنز خروجی از درایو استفاده کنید. در مجموعه من، لنز با چسب دو طرفه به صفحه چسبانده شده است، که همانطور که بود، روی دو فنر آویزان است. با چرخاندن دو مهره، لیزر متمرکز می شود - لنز به LD نزدیک می شود یا از آن دور می شود.

نمای از کنار کولیماتور:


و چند عکس از دستگاه در حال کار. در جهتی که پرتو از آن می تابد:


به سمتی که لیزر می درخشد:


راحت ترین تنظیم فوکوس هنگام استفاده از یک کولیماتور از یک اشاره گر ارزان قیمت که با چسب اپوکسی به LD چسبانده شده است امکان پذیر است. در مورد من، من باید کولیماتور را به اندازه بریدگی که در آن تخته قرار داده شده بود، خرد کنم. عکس زیر.


و چند کلمه در مورد لیزرهای نیمه هادی سبز، زرد، آبی و آبی.

با توجه به اینکه هنوز دیودهای لیزری پرقدرت این رنگ ها ساخته نشده اند (فقط در سال 2012 اطلاعاتی در مورد ایجاد یک دیود لیزر سبز 50 مگاواتی ظاهر شد) یا بسیار گران هستند، لیزرهای این رنگ ها از لیزر مادون قرمز 808 نانومتری استفاده می کنند. دیود با تبدیل تشعشع با استفاده از کریستال در رنگ مورد نظر - اینها لیزرهای حالت جامد پمپ شده با دیود هستند.

طرح دریافت پرتو سبزاز مادون قرمز نامرئی:در لیزرهای زرد، پرتو 808 نانومتری به پرتوی 1064 نانومتری تبدیل می‌شود، سپس پرتوی 1064 نانومتری به پرتوی 1342 نانومتری تبدیل می‌شود و تنها پس از آن دو برابر می‌شود و به پرتوی 593.5 نانومتری تبدیل می‌شود. راندمان لیزرهای زرد در این طرح حدود 1 درصد است.

آبی473 نانومترپرتو لیزر معمولاً با دو برابر کردن فرکانس نور لیزر 946 نانومتری تولید می شود. برای به دست آوردن 946 نانومتر، یک کریستال از گارنت آلومینیوم ایتریوم با افزودنی های نئودیمیم (Nd:YAG) استفاده می شود.

ولی لیزر آبی 445 نانومتریو بنفش 405 نانومتر ، به همان روش قرمز، بدون کریستال های اضافی، با استفاده از یخ رنگ آن مونتاژ می شوند.

ویدئویی از ضربه زدن به یک کبریت با لیزر بنفش 100 مگاواتی از طریق یک لنز اضافی برای به دست آوردن یک پرتو باریکتر.

مقالات جدیدی به سایت دوم اضافه شده است که از طریق دکمه "طیف سنجی" در منوی سایت قابل دسترسی است!

با وجود تسلط کامل درایوهای فلش، هنوز تعداد زیادی درایوهای DVD برای نوشتن وجود دارد. بسیاری از آنها کار نمی کنند - حیف است که آنها را دور بیندازید، اما مشخص نیست کجا باید اعمال شود ... خوب، حداقل یک لیزر خانگی 1 وات بسازید، که با آن می توانید کبریت ها را بدتر از آن آتش بزنید. کمک گران قیمت از Aliexpress. اما دقیقاً مانند آن، نمی توانید دیود لیزر را به باتری وصل کنید - به یک درایور نیاز دارید (درایور ولتاژ صحیح).

مدار درایور برق لیزر


مدار درایور قدرت لیزر Op-amp

مدار منبع جریان کنترل شده با ولتاژ را می توان برای کنترل جریان ثابت از طریق دیود لیزر استفاده کرد. این درایور خطی ساده قدرت دیود لیزری تمیزتری نسبت به PWM کلاسیک ارائه می‌کند.

گزینه های دستگاه

  • برق سلولی - 3.3 VDC
  • جریان بار تا 300 میلی آمپر (هنگام تغییر مدار تا 1 آمپر)
  • تنظیم صاف توان لیزر با متغیر

تست راننده

جریان دیود لیزر منجر به افت ولتاژ قابل اندازه گیری متفاوت در مقاومت شنت (RSHUNT) به صورت سری با دیود لیزر می شود. عبور خروجی توسط ولتاژ ورودی (VIN) که از رگولاتور Pr1 می آید کنترل می شود و آن را متعادل می کند.

در صورت لزوم، با تغییر ترانزیستور به ترانزیستور قوی تر (در اختیار گذاشتن یک هیت سینک) و کاهش مقاومت مقاومت شنت، می توان جریان خروجی را چندین بار افزایش داد. می توانید نقاشی تخته را دانلود کنید.

ما به شما هشدار می دهیم: اگر از حماقت چشمان خود را بسوزانید، ما مقصر نیستیم!

هر کدام از ما یک نشانگر لیزری را در دستان خود نگه داشتیم. با وجود تزئینی بودن برنامه، حاوی یک لیزر واقعی است که بر اساس یک دیود نیمه هادی مونتاژ شده است. همین المان ها بر روی سطوح لیزری و.

محصول محبوب بعدی مبتنی بر نیمه هادی دی وی دی رایتر کامپیوتر شما است. دارای دیود لیزر قوی تر با قدرت تخریب حرارتی است.

این به شما امکان می دهد یک لایه دیسک را رایت کنید و آهنگ هایی را با اطلاعات دیجیتال روی آن قرار دهید.

لیزر نیمه هادی چگونه کار می کند؟

ساخت دستگاه هایی از این نوع ارزان است، طراحی آن بسیار عظیم است. اصل دیودهای لیزری (نیمه هادی) بر اساس کاربرد است کلاسیک p-nانتقال چنین انتقالی مانند LED های معمولی کار می کند.

تفاوت در سازماندهی تابش: LED ها "خود به خود" ساطع می کنند و دیودهای لیزر "اجباری".

اصل کلی تشکیل به اصطلاح "جمعیت" تابش کوانتومی بدون آینه انجام می شود. لبه‌های کریستال به صورت مکانیکی بریده می‌شوند و اثر شکست را در انتها، شبیه به سطح آینه، فراهم می‌کنند.

برای گرفتن انواع مختلفتابش، زمانی که هر دو نیمه هادی یکسان هستند، می توان از یک "همجنبش" استفاده کرد، یا یک "هتروجانکشن" با مواد مختلفانتقال


دیود لیزر خود یک جزء رادیویی مقرون به صرفه است. می‌توانید آن را در فروشگاه‌های فروش قطعات رادیویی خریداری کنید، یا می‌توانید آن را از یک دستگاه قدیمی جدا کنید درایو DVD-R(DVD-RW).

مهم! حتی یک لیزر ساده که در نشانگرهای نور استفاده می شود می تواند به شبکیه آسیب جدی وارد کند.

نصب های قوی تر، با پرتو سوزان، می توانند دید را از بین ببرند یا باعث سوختگی پوست شوند. بنابراین هنگام کار با چنین وسایلی نهایت احتیاط را به خرج دهید.

با چنین دیودی که در اختیار دارید، می توانید به راحتی با دستان خود یک لیزر قدرتمند بسازید. در واقع، ممکن است این محصول کاملاً رایگان باشد یا هزینه‌های مضحکی را برای شما به همراه داشته باشد.

لیزر را خودتان از درایو DVD انجام دهید

ابتدا باید خود درایو را تهیه کنید. می توان آن را از یک کامپیوتر قدیمی جدا کرد یا با هزینه ای نمادین در بازار کثیف خریداری کرد.

اصطلاح "دیود لیزر" به معنای لیزری از نوع نیمه هادی است که اساس آن دیود است. اصل عملکرد چنین لیزری مبتنی بر این واقعیت است که پس از تزریق حامل های شارژ به دیود در منطقه p-n- انتقال، یک وارونگی جمعیت رخ می دهد.

اصل عملکرد دیود لیزر

همیشه باید به خاطر داشت که در تشکیل تشعشع دیگر مهم نیست جریان دیود لیزر،و تنش هنگامی که یک پتانسیل مثبت به انتهای آند دیود اعمال می شود، یک بایاس رو به جلو از دیود مشاهده می شود. این به معنای تزریق حفره ها از ناحیه p به ناحیه n و تزریق مشابه الکترون ها در جهت مخالف است. قرار گرفتن یک الکترون و یک حفره در مجاورت کافی برای تجلی اثر تونل زنی، ترکیب مجدد آنها را ممکن می سازد. این عمل با تشکیل موارد زیر همراه است:

  • فوتون های دارای طول موج معین (نتیجه اصل بقای انرژی)؛
  • فونون ها (تکانه های گرفته شده توسط فوتون ها را جبران می کند).

این پدیده را انتشار خود به خودی می نامند و در رابطه با ال ای دی ها، روش اصلی ایجاد تشعشع در نظر گرفته می شود.

شکل 1 ساخت دیود لیزر.

اگر بازترکیب یک الکترون و یک حفره، با وجود منطقه فضایی مشترک، برای مدت بسیار طولانی اتفاق نیفتد. تقاطع این ناحیه توسط یک فوتون با فرکانس تشدیدفرآیند نوترکیبی اجباری را تحریک می کند که نتیجه آن تشکیل فوتون دیگری است که در تمام پارامترهای مهم کاملاً با اولین فوتون منطبق است.

ویژگی های طراحی

کریستال نیمه هادی دیود لیزر یک صفحه مستطیلی بسیار نازک است. تقسیم به مناطق p و n در اینجا بر اساس اصل نه چپ به راست، بلکه از بالا به پایین انجام می شود. یعنی ناحیه p در بالا و ناحیه n در پایین قرار دارد.

در نتیجه: منطقه p-n- انتقال به اندازه کافی بزرگ است. برای طرفین انتهایی (جانبی)، پرداخت اجباری است، زیرا تشکیل یک تشدید کننده نوری (فابری-پرو) نیاز به حضور صفحات موازی صافی مطلق دارد. یک فوتون تصادفی (تشکیل شده از گسیل خود به خود) عمود بر یکی از این صفحه ها در امتداد کل موجبر نوری حرکت می کند و به طور دوره ای از طرفین منعکس می شود تا در نهایت از تشدید کننده خارج شود.

در طول حرکت، این فوتون باعث چندین عمل بازترکیب اجباری، تشکیل فوتون های مشابه و تقویت تابش می شود. در لحظه ای که سود برای پوشش زیان کافی باشد، لیزرینگ اتفاق می افتد.

انواع دیودهای لیزر

  • دیود همساختار P-n.

در بیشتر موارد، لایه دیود لیزر بسیار نازک است و شار فوتون به موازات ساختار این لایه ایجاد می‌شود. با این حال، با طراحی با عرض کافی، دیود می تواند در حالت عرضی عمل کند. اینها دیودهای چند حالته هستند و استفاده از آنها قدرت تابش بالا همراه با واگرایی تشعشع بالا را نشان می دهد.

برای دستیابی به فوکوس بهتر در عرض، موجبر باید با طول موج تابش مطابقت داشته باشد.

به دلیل ضخامت کم عنصر تابشی و پراش، واگرایی پرتو قوی در لحظه خروج مشاهده می شود. این اثر را می توان با استفاده از عدسی های همگرا جبران کرد. در مورد لیزرهای چند حالته معمولاً از لنزهای استوانه ای استفاده می شود. و اگر از لنزهای متقارن برای لیزر استاندارد استفاده شود، پرتو در مقطع به شکل بیضی خواهد بود، زیرا پرتو در جهت عمودی بیشتر از افقی واگرا می شود.

دیودهای لیزری از این نوع کارایی چندانی ندارند. برای کار آنها، از یک توان ورودی بزرگ و عملکرد ضربه ای استفاده می شود (اجازه می دهد از گرمای بیش از حد جلوگیری شود). در تولید، آنها عملا استفاده نمی شوند.

  • دیود لیزر با ساختار ناهمسان دوگانه (DHS).

یکی از ویژگی های دیودهای این نوع این است که در آنها یک لایه کریستالی با شکاف نواری باریکتر بین دو لایه کریستالی با شکاف باند وسیع تر ثابت می شود.

مزیت بزرگ مدل‌های این نوع افزایش ناحیه فعال (گسترش تقریباً در کل لایه میانی) و افزایش شار فوتون (به دلیل بازتاب اضافی نور از اتصالات ناهمگون) است.

  • دیود لیزر با چاه های کوانتومی.

با نازک شدن قوی تر لایه میانی در دیودهای نوع DHS، خواص آن به گونه ای تغییر می کند که به یک چاه کوانتومی تبدیل می شود. بنابراین، به صورت عمودی، انرژی الکترونیکی کوانتیزه خواهد شد.

شکل 2 دیود لیزر - نمای مقطعی

تفاوت در سطوح انرژی چاه‌های کوانتومی را می‌توان به‌جای یک مانع احتمالی توسط تابش استفاده کرد. این به شما امکان می دهد طول موج تابش را که با ضخامت لایه میانی تعیین می شود، کنترل کنید. یک گزینه کارآمدتر به دلیل توزیع یکنواخت الکترون ها و حفره ها.

  • دیود لیزری با ساختار ناهمسان و مهار مجزا

لیزرهای ناهمسان با لایه نازک یک اشکال قابل توجه دارند - آنها قادر به به دام انداختن موثر نور نیستند. برای حل مشکل، یک لایه اضافی به دو طرف کریستال متصل می شود. از نظر ضریب شکست، این لایه ها نسبت به لایه های مرکزی پایین تر هستند. در این مورد، طراحی کلی شبیه به یک راهنمای نور می شود. بیشترین درصد دیودهای لیزر با استفاده از این فناوری شکل می گیرد.

لیزرهای نوع ROS برای ارتباطات فیبر نوری چند فرکانس استفاده می شود. با کمک یک بریدگی عرضی در منطقه p-n- انتقال لازم برای تشکیل یک توری پراش، تثبیت طول موج ممکن می شود. مقدار خاص آن به پارامترهای شکاف بستگی دارد، با این حال، برخی از تغییر شکل ها تحت تأثیر نوسانات دما ممکن است. از این نوع لیزرها عمدتاً برای مخابرات و اپتیک استفاده می شود.

  • VCSEL

لیزر تابشی سطحی مجهز به تشدید کننده عمودی. این بدان معنی است که نور به صورت عمود بر روی کریستال هدایت می شود، در حالی که انواع دیگر لیزرها نور را به موازات کریستال ساطع می کنند.

  • VECSEL

از نظر خواص مشابه نسخه قبلی است، اما مجهز به تشدید کننده خارجی است.

درایور دیود لیزر

توان نوری خروجی یک دیود لیزر (که یکی از مشخصه های نوری اصلی است) به جریان عبوری از اتصال p-n بستگی دارد. با توجه به این درایور دیود لیزرباید به منبع فعلی مرتبط باشد. تمام مشخصات مربوط به منبع جریان در پارامترهای توان نوری منعکس می شود.

حوزه "وظایف" راننده نه تنها شامل تنظیم قدرت، بلکه تنظیم حرارتی نیز می شود که از طریق کولر انجام می شود. طراحی واحد کنترل در این مورد می تواند هر دو ترکیب و مجزا باشد.

شکل 3 نمودار یک درایور دیود لیزر ساده

نحوه اتصال دیود لیزر

شما می توانید دیود لیزر را با:

  1. باتری ها؛
  2. منابع تغذیه قابل شارژ؛
  3. شبکه های ثابت 220 ولت (با حفاظت مناسب در برابر نوسانات جریان و ولتاژ).

اتصال دیود لیزربه یک شبکه 220 ولتی با نوسانات ولتاژ و ترکیدن با فرکانس بالا خطرناک است. برای محافظت از این گزینه، به طرحی نیاز دارید که شامل موارد زیر باشد:

  • تنظیم کننده ولتاژ؛
  • خازن؛
  • مقاومت های محدود کننده جریان؛
  • دیود لیزر

هنگام استفاده از تمام اجزای فوق، عملکرد ایمن دیود را می توان تضمین کرد.

شکل 4 یکی از اتصالات دیود لیزر

یک دیود لیزر چه طول موجی از تابش می تواند تولید کند؟

واحد اندازه گیری طول موجی که می توان تولید کرد دیود لیزر - نانومتر، در غیر این صورت "نانومتر". به لطف این مقدار، می توانید طیف رنگ پرتو نور ساطع شده را تعیین کنید:

  • 650 نانومتر

شار فوتون قرمز بیشتر در طراحی های درایو دیسک استفاده می شود. در نور روزپرتو این لیزر چندان قابل مشاهده نیست، اما دلیل این امر تنها مصونیت بینایی انسان است. با توان 20-50 مگاوات و تمرکز نقطه نوری به کوچکترین نقطه ممکن از نظر مساحت، اثر "سوزاندن" ظاهر می شود. قدرت 200 مگاوات با فوکوس مناسب به شما امکان برش کاغذ با چگالی های مختلف را می دهد.

  • 532 نانومتر

نهر سبز. لیزرهای این نوع بسیار شکننده و حساس به نوسانات دما هستند و نیاز به رسیدگی بسیار دقیق دارند. علاوه بر این، آنها یک دستگاه پیچیده دارند و تا همین اواخر بسیار گران بودند.

اصلی لحظه مثبتکاربردهای آنها: تشعشع بصری در 532 نانومتر به وضوح قابل تشخیص است. بنابراین، استفاده از لیزر سبز با قدرت بیشتر از 5 میلی وات برای چشم ناامن خواهد بود. علاوه بر این، با توجه به ویژگی های طراحی، در کنار طیف سبز، لیزر مادون قرمز را با طول موج 808 نانومتر و 1064 نانومتر نیز تامین می کند و این تنها خطر آسیب دیدگی چنین دستگاهی را افزایش می دهد. درست است، در نسخه های گران تر فیلترهای خاصی وجود دارد، اما این باید بررسی شود.

  • 405 نانومتر

نور بنفش. خطرناک است زیرا برای چشم انسان ضعیف قابل تشخیص است و از نظر قدرت ضعیف به نظر می رسد، اگرچه در واقعیت وضعیت کاملاً برعکس است. تمرکز کردن سخت است. به طور کلی، برای هدف عملیات، راحت ترین گزینه نیست. ممکن است به جز زمانی که با مقاومت نوری کار می کنید مرتبط باشد.

  • 780 نانومتر

اشعه مادون قرمز. به دلیل این که بینایی انسان از کلمه اصلاً درک نمی شود خطرناک است. و این آسیب های چشمی مختلف را تهدید می کند. عملیات تنها در صورت عدم وجود فیلتر مادون قرمز امکان پذیر است که حداقل دید نسبی پرتو را فراهم می کند.

  • 10 میکرومتر

تابش نیز مادون قرمز با CO2 اضافی است. بیشترین کاربرد را در صنعت دارد. چنین لیزرهایی دارای هزینه کم، قدرت بالا و کارایی بالا هستند. داده ها استفاده می شود دیودهای برش لیزریفلز یا تخته سه لا. از آنها برای حکاکی استفاده می شود.