คำว่า "เลเซอร์" จริงๆ แล้วหมายถึง "การขยายแสงโดยการปล่อยรังสีที่ถูกกระตุ้น" เลเซอร์ตัวแรกซึ่งใช้กระบอกทับทิมเคลือบเงินเป็นตัวสะท้อน ได้รับการพัฒนาขึ้นในปี 1960 ที่ Hughes Research Laboratories ในแคลิฟอร์เนีย ทุกวันนี้ เลเซอร์ถูกใช้สำหรับสิ่งต่างๆ ตั้งแต่การวัดไปจนถึงการอ่านข้อมูลที่เข้ารหัส และมีหลายวิธีในการผลิตเลเซอร์ ขึ้นอยู่กับงบประมาณและความสามารถ
ขั้นตอน
ส่วนที่ 1 จาก 2: ทำความเข้าใจวิธีการทำงานของเลเซอร์
ขั้นตอนที่ 1. จัดหาแหล่งพลังงาน
เลเซอร์ทำงานหรือ "เลเซอร์" โดยการกระตุ้นอิเล็กตรอนให้ปล่อยแสงที่มีความยาวคลื่นหนึ่งๆ (กระบวนการนี้แนะนำครั้งแรกในปี 1917 โดย Albert Einstein) เพื่อที่จะเปล่งแสง อิเล็กตรอนจะต้องดูดซับพลังงานก่อนเพื่อที่จะขับเคลื่อนไปสู่วงโคจรที่สูงขึ้น จากนั้นจึงปล่อยพลังงานนั้นเป็นแสงเมื่อกลับสู่วงโคจรเดิม แหล่งพลังงานนี้เรียกว่า "ปั๊ม"
- เลเซอร์ขนาดเล็ก เช่น เลเซอร์ในเครื่องเล่น CD และ DVD และตัวชี้เลเซอร์ ใช้วงจรไฟฟ้าเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับไดโอด ซึ่งทำหน้าที่เป็นปั๊ม
- เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ถูกปั๊มโดยกระแสไฟฟ้าเพื่อกระตุ้นอิเล็กตรอน
- เลเซอร์ Excimer ได้รับพลังงานจากปฏิกิริยาเคมี
- เลเซอร์ที่ทำจากคริสตัลหรือแก้วใช้แหล่งกำเนิดแสงที่แรง เช่น ไฟอาร์คหรือไฟแฟลช
ขั้นตอนที่ 2 กระจายพลังงานผ่านสื่อขยายสัญญาณ
สื่อขยายสัญญาณหรือสื่อเลเซอร์แบบแอคทีฟจะขยายพลังงานที่ปล่อยออกมาจากลำแสงเนื่องจากอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้น ตัวกลางเสริมแรงสามารถเป็นอย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้:
- เซมิคอนดักเตอร์ที่ทำจากวัสดุ เช่น แกลเลียม อาร์เซไนด์ อะลูมิเนียม แกลเลียม อาร์เซไนด์ หรืออินเดียม แกลเลียม อาร์เซไนด์
- คริสตัลรูปทรงกระบอกทับทิมที่ใช้ในเลเซอร์ตัวแรกที่ผลิตโดย Hughes Laboratories แซฟไฟร์และทับทิมรวมถึงใยแก้วนำแสงก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน แก้วและคริสตัลได้รับการบำบัดด้วยไอออนของโลหะหายาก
- เซรามิกส์ซึ่งผ่านการปรับสภาพด้วยไอออนของโลหะหายาก
- ของเหลวซึ่งมักจะเป็นสีย้อม แม้ว่าเลเซอร์อินฟราเรดจะผลิตขึ้นโดยใช้จินและโทนิกเป็นตัวกลางในการขยายสัญญาณ ของหวานเจลาติน (Jell-O) ยังถูกนำมาใช้เป็นสื่อเสริมความเข้มแข็งอีกด้วย
- ก๊าซ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน ไอปรอท หรือส่วนผสมของฮีเลียม-นีออน
- ปฏิกิริยาเคมี.
- สปอตไลท์อิเล็กตรอน
- เรื่องนิวเคลียร์. เลเซอร์ยูเรเนียมตัวแรกถูกสร้างขึ้นในเดือนพฤศจิกายน 2503 หกเดือนหลังจากเลเซอร์รูบี้ตัวแรกถูกสร้างขึ้น
ขั้นตอนที่ 3. ปรับกระจกให้เข้ากับแสง
กระจกหรือเครื่องสะท้อนเสียงจะคงลำแสงไว้ในห้องเลเซอร์จนกว่าจะถึงระดับพลังงานที่ต้องการสำหรับการปลดปล่อย ไม่ว่าจะผ่านทางช่องเล็กๆ ในกระจกข้างใดข้างหนึ่งหรือผ่านเลนส์
- การตั้งค่าเรโซเนเตอร์ที่ง่ายที่สุดคือเรโซเนเตอร์เชิงเส้น ใช้กระจกสองตัวที่วางตรงข้ามกันในห้องเลเซอร์ การตั้งค่านี้สร้างลำแสงเดียว
- การจัดเรียงที่ซับซ้อนมากขึ้น เรโซเนเตอร์แบบวงแหวน ใช้กระจกสามตัวขึ้นไป การจัดเรียงนี้สามารถสร้างลำแสงเดียวโดยใช้ตัวแยกแสงหรือลำแสงคู่
ขั้นตอนที่ 4 ใช้เลนส์โฟกัสเพื่อกำหนดทิศทางลำแสงผ่านสื่อขยายสัญญาณ
เลนส์ช่วยในการโฟกัสและควบคุมแสงร่วมกับกระจก เพื่อให้ตัวกลางขยายแสงได้รับแสงมากที่สุด
ส่วนที่ 2 จาก 2: การทำเลเซอร์
วิธีที่หนึ่ง: การสร้างเลเซอร์จากอุปกรณ์เลเซอร์
ขั้นตอนที่ 1 ค้นหาร้านค้าที่ขายอุปกรณ์เลเซอร์
คุณสามารถไปที่ร้านขายอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือค้นหาอินเทอร์เน็ตสำหรับ "อุปกรณ์เลเซอร์", "โมดูลเลเซอร์" หรือ "เลเซอร์ไดโอด" อุปกรณ์เลเซอร์ควรประกอบด้วย:
- วงจรควบคุม (บางครั้งส่วนนี้จำหน่ายแยกต่างหากจากส่วนประกอบอื่นๆ) ให้มองหาวงจรควบคุมที่จะช่วยให้คุณสามารถควบคุมแอมแปร์ได้
- เลเซอร์ไดโอด
- เลนส์แก้วหรือพลาสติกซึ่งสามารถปรับได้ โดยปกติไดโอดและเลนส์จะบรรจุอยู่ในหลอดขนาดเล็ก (บางครั้งส่วนประกอบเหล่านี้จำหน่ายแยกต่างหากจากวงจรควบคุม)
ขั้นตอนที่ 2. ประกอบวงจรควบคุม
อุปกรณ์เลเซอร์จำนวนมากต้องการให้คุณสร้างวงจรควบคุมของคุณเอง อุปกรณ์ประเภทนี้ประกอบด้วยแผงวงจรและชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้อง และคุณต้องประสานเข้าด้วยกันตามแผนผังที่มาพร้อมกับอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม ยังมีอุปกรณ์อื่นๆ ที่มีวงจรควบคุมในตัว
- คุณยังสามารถออกแบบวงจรควบคุมได้ด้วยตัวเอง หากคุณมีความเชี่ยวชาญด้านอิเล็กทรอนิกส์ วงจรควบคุม LM317 เป็นเทมเพลตที่ยอดเยี่ยมสำหรับการออกแบบวงจรของคุณเอง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้วงจรตัวต้านทาน-ตัวเก็บประจุเพื่อให้พลังงานที่สร้างขึ้นไม่แผ่รังสีมากเกินไป
- หลังจากสร้างวงจรควบคุมแล้ว ให้ทดสอบโดยเชื่อมต่อกับไดโอดเปล่งแสง (LED) หากไฟ LED ไม่สว่างขึ้นทันที ให้ปรับโพเทนชิออมิเตอร์ หากปัญหายังคงอยู่ ให้ตรวจสอบวงจรอีกครั้งและตรวจดูให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่อทุกส่วนอย่างถูกต้อง
ขั้นตอนที่ 3 เชื่อมต่อวงจรควบคุมกับไดโอด
หากคุณมีดิจิตอลมัลติมิเตอร์ ให้เชื่อมต่อกับวงจรเพื่อตรวจสอบกระแสที่ได้รับจากไดโอด ไดโอดส่วนใหญ่สามารถรองรับช่วง 30-250 มิลลิแอมป์ (mA) ในขณะที่ช่วง 100-150 mA จะสร้างลำแสงที่ค่อนข้างแรง
แม้ว่าลำแสงที่แรงกว่าจากไดโอดจะสร้างเลเซอร์ที่ทรงพลังกว่า แต่กระแสไฟเพิ่มเติมที่จำเป็นในการสร้างลำแสงจะเผาไหม้และทำให้ไดโอดเสียหายเร็วขึ้น
ขั้นตอนที่ 4. เชื่อมต่อแหล่งพลังงาน (แบตเตอรี่) เข้ากับวงจรควบคุม
ไดโอดควรจะส่องแสงตอนนี้
ขั้นตอนที่ 5. ปรับเลนส์ให้โฟกัสลำแสงเลเซอร์
หากคุณต้องการเน้นผนัง ให้ปรับจนกระทั่งจุดสว่างสวยงามปรากฏขึ้น
หลังจากตั้งค่าเลนส์อย่างถูกต้องแล้ว ให้วางไม้ขีดไฟในเส้นทางเลเซอร์และปรับเลนส์จนกว่าหัวไม้ขีดไฟจะเริ่มควัน คุณยังสามารถลองเป่าลูกโป่งหรือเจาะรูบนกระดาษด้วยเลเซอร์
วิธีที่สอง: การทำเลเซอร์จากไดโอดที่ใช้แล้ว
ขั้นตอนที่ 1 รับ DVD หรือ Blu-Ray มือสอง
มองหาหน่วยที่มีความเร็วในการเขียน 16x หรือเร็วกว่า หน่วยนี้มีไดโอดที่มีกำลังขับ 150 มิลลิวัตต์ (mW) ขึ้นไป
- เครื่องบันทึก DVD มีไดโอดสีแดงที่มีความยาวคลื่น 650 นาโนเมตร (นาโนเมตร)
- ตัวเขียน Blu-Ray มีไดโอดสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่น 405 นาโนเมตร
- เครื่องเขียนดีวีดีควรจะสามารถเขียนดิสก์ได้ แม้ว่าจะไม่จำเป็นต้องประสบความสำเร็จก็ตาม (กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไดโอดควรยังคงทำงาน)
- ห้ามใช้เครื่องอ่าน DVD ตัวเขียนซีดี หรือเครื่องอ่านซีดีเพื่อแทนที่ตัวเขียนดีวีดี เครื่องอ่าน DVD มีไดโอดสีแดง แต่ไม่มีประสิทธิภาพเท่ากับเครื่องเขียน DVD ไดโอดเขียนซีดีค่อนข้างทรงพลัง แต่ปล่อยแสงในช่วงอินฟราเรด ดังนั้นคุณต้องมองหาลำแสงที่คุณมองไม่เห็น
ขั้นตอนที่ 2. นำไดโอดจากอุปกรณ์เครื่องเขียน DVD/Blu-Ray
พลิกอุปกรณ์ ต้องถอดสกรูสี่ตัวขึ้นไปก่อนจึงจะสามารถเปิดอุปกรณ์และถอดไดโอดได้
- เมื่อเปิดอุปกรณ์แล้วจะมีโครงโลหะคู่หนึ่งยึดด้วยสกรู กรอบถือส่วนประกอบเลเซอร์ หลังจากถอดสกรูแล้ว คุณสามารถถอดเฟรมและถอดส่วนประกอบเลเซอร์ออกได้
- ไดโอดมีขนาดเล็กกว่าเหรียญ ไดโอดมีขาโลหะสามขา และสามารถหุ้มด้วยชั้นโลหะ โดยมีหรือไม่มีหน้าต่างป้องกันโปร่งใส หรือจะเปิดก็ได้
- คุณต้องนำไดโอดจากส่วนประกอบเลเซอร์ เพื่อให้ง่ายขึ้น ก่อนอื่นให้ถอดแผงระบายความร้อนออกจากส่วนประกอบเลเซอร์ก่อนที่จะพยายามถอดไดโอด หากคุณมีสายรัดข้อมือป้องกันไฟฟ้าสถิต ให้สวมใส่เมื่อคุณหยิบไดโอดขึ้นมา
- จัดการไดโอดด้วยความระมัดระวัง ยิ่งถ้าเป็นไดโอดเปิดอย่างระมัดระวัง เตรียมเคสป้องกันไฟฟ้าสถิตย์เพื่อเก็บไดโอดจนกว่าคุณจะพร้อมที่จะผลิตเลเซอร์
ขั้นตอนที่ 3 รับเลนส์โฟกัส
ลำแสงของไดโอดต้องผ่านเลนส์โฟกัสเพื่อผลิตเลเซอร์ คุณสามารถทำได้ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธีต่อไปนี้:
- ใช้แว่นขยายเป็นจุดโฟกัส เลื่อนแว่นขยายจนกว่าคุณจะพบจุดที่เหมาะสมในการผลิตลำแสงเลเซอร์ และควรทำทุกครั้งที่คุณต้องการใช้เลเซอร์
- รับชุดหลอดเลนส์ที่มีเลเซอร์ไดโอดกำลังต่ำ เช่น 5 mW แล้วเปลี่ยนไดโอดเป็นไดโอดจากเครื่องบันทึก DVD
ขั้นตอนที่ 4 รับหรือสร้างวงจรควบคุม
ขั้นตอนที่ 5. เชื่อมต่อไดโอดกับวงจรควบคุม
ต่อขั้วบวกของไดโอดกับขั้วบวกของวงจรควบคุม และขั้วลบกับขั้วลบ ตำแหน่งของหมุดไดโอดจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าคุณกำลังใช้ไดโอดสีแดงจากตัวเขียนดีวีดีหรือไดโอดสีน้ำเงินจากตัวเขียน Blu-Ray
- ถือไดโอดโดยให้ขาหันเข้าหาคุณ หมุนให้ฐานของขาเป็นรูปสามเหลี่ยมชี้ไปทางขวา บนไดโอดทั้งสอง ขาบนคือขาบวก
- บนไดโอดสีแดงของตัวเขียนดีวีดี ขาที่อยู่ตรงกลางซึ่งประกอบเป็นยอดของสามเหลี่ยมคือขาลบ
- บนไดโอดสีน้ำเงินของตัวเขียน Blu-Ray ส่วนล่างคือขาลบ
ขั้นตอนที่ 6. เชื่อมต่อแหล่งพลังงานเข้ากับวงจรควบคุม
ขั้นตอนที่ 7. ปรับเลนส์ให้โฟกัสลำแสงเลเซอร์
เคล็ดลับ
- ยิ่งคุณโฟกัสลำแสงเลเซอร์ที่เล็กลง เลเซอร์ก็จะยิ่งมีพลังมากขึ้น แต่จะมีผลที่ทางยาวโฟกัสนั้นเท่านั้น หากโฟกัสที่ระยะ 1 ม. เลเซอร์จะมีประสิทธิภาพที่ระยะ 1 ม. เท่านั้น เมื่อคุณไม่ต้องการใช้เลเซอร์ ให้กระจายโฟกัสของเลนส์จนกว่าลำแสงเลเซอร์จะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกปิงปอง
- เพื่อปกป้องอุปกรณ์เลเซอร์ของคุณ ให้เก็บไว้ในเต้ารับ เช่น ไฟฉาย LED หรือที่ใส่แบตเตอรี่ ขึ้นอยู่กับว่าวงจรควบคุมของคุณมีขนาดเล็กเพียงใด
คำเตือน
- อย่าฉายแสงเลเซอร์ไปที่พื้นผิวที่สะท้อนแสง เลเซอร์เป็นลำแสงและสามารถสะท้อนแสงได้เหมือนกับลำแสงที่ไม่โฟกัส แต่จะมีผลที่ตามมามากกว่าเท่านั้น
- สวมแว่นตาที่เจาะจงสำหรับความยาวคลื่นของลำแสงเลเซอร์ที่คุณใช้งานอยู่ (ในกรณีนี้คือความยาวคลื่นของเลเซอร์ไดโอด) แว่นตาเลเซอร์ผลิตขึ้นในสีที่สมดุลสีของลำแสงเลเซอร์: สีเขียวสำหรับเลเซอร์สีแดง 650 นาโนเมตร สีแดง-สีส้มสำหรับเลเซอร์สีน้ำเงิน 405 นาโนเมตร ห้ามใช้หมวกนิรภัย แว่นยาง หรือแว่นกันแดดแทนแว่นตาเลเซอร์
- อย่ามองเข้าไปในแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์หรือฉายแสงเลเซอร์เข้าไปในดวงตาของผู้คน เลเซอร์คลาส IIIb ซึ่งเป็นประเภทของเลเซอร์ที่กล่าวถึงในบทความนี้ สามารถสร้างความเสียหายให้กับดวงตาได้ แม้จะต้องใช้แว่นตาเลเซอร์ก็ตาม การฉายแสงเลเซอร์ตามอำเภอใจถือเป็นการละเมิดกฎหมายเช่นกัน
