O termo "laser" na verdade significa "amplificação de luz por emissão estimulada de radiação". O primeiro laser, que usava um cilindro de rubi revestido de prata como ressonador, foi desenvolvido em 1960 nos Laboratórios de Pesquisa Hughes da Califórnia. Hoje, os lasers são usados para uma variedade de coisas, desde medição até leitura de dados criptografados, e existem várias maneiras de fabricar lasers, dependendo do orçamento e dos recursos.
Etapa
Parte 1 de 2: Compreendendo como os lasers funcionam
Etapa 1. Forneça uma fonte de energia
Os lasers funcionam, ou "lasers", estimulando os elétrons a emitir luz de um determinado comprimento de onda. (O processo foi sugerido pela primeira vez em 1917 por Albert Einstein.) Para emitir luz, os elétrons devem primeiro absorver energia para serem impulsionados a uma órbita mais alta e, em seguida, liberar essa energia como luz ao retornar à sua órbita original. Essa fonte de energia é chamada de “bomba”.
- Lasers pequenos, como os de leitores de CD e DVD e ponteiros de laser, usam um circuito elétrico para fornecer corrente elétrica a um diodo, que atua como uma bomba.
- O laser de dióxido de carbono é bombeado por uma corrente elétrica para estimular os elétrons.
- Os lasers Excimer obtêm energia de reações químicas.
- Lasers feitos de cristal ou vidro usam uma fonte de luz forte, como uma lâmpada de arco ou lâmpada de flash.
Etapa 2. Canalize a energia através do meio de amplificação
O meio amplificador, ou meio laser ativo, amplifica a energia liberada pelo feixe devido aos elétrons estimulados. O meio de reforço pode ser um dos seguintes:
- Semicondutores feitos de materiais como arseneto de gálio, arsenieto de alumínio e gálio ou arsenieto de gálio e índio.
- O cristal em forma de cilindro de rubi usado no primeiro laser feito pelos Laboratórios Hughes. Safiras e romãs, assim como fibras ópticas de vidro, também têm sido utilizadas. O vidro e os cristais são tratados com íons de metais de terras raras.
- Cerâmicas, que também são pré-tratadas com íons de metais de terras raras.
- Líquidos, geralmente corantes, embora os lasers infravermelhos sejam produzidos usando um gin tônico como meio de amplificação. A sobremesa de gelatina (Jell-O) também tem sido usada com sucesso como meio de fortalecimento.
- Gases, como dióxido de carbono, nitrogênio, vapor de mercúrio ou uma mistura de hélio-neon.
- Reação química.
- Refletor de elétrons.
- Matéria nuclear. O primeiro laser de urânio foi criado em novembro de 1960, seis meses após a criação do primeiro laser de rubi.
Etapa 3. Ajuste os espelhos para acomodar a luz
O espelho, ou ressonador, retém o feixe na câmara do laser até atingir o nível de energia desejado para a descarga, seja por uma pequena abertura em um dos espelhos ou por uma lente.
- A configuração mais simples do ressonador, o ressonador linear, usa dois espelhos colocados opostos um ao outro na câmara do laser. Essa configuração produz um único feixe de luz.
- Um arranjo mais complicado, o ressonador de anel, usa três ou mais espelhos. Esse arranjo pode produzir um feixe único, com o auxílio de um isolador óptico, ou um feixe duplo.
Etapa 4. Use uma lente de foco para direcionar o feixe através do meio de amplificação
Junto com o espelho, a lente ajuda a focalizar e direcionar a luz para que o meio amplificador receba o máximo de luz possível.
Parte 2 de 2: Fazendo Lasers
Método um: fazer um laser a partir de um dispositivo a laser
Etapa 1. Encontre uma loja que venda dispositivos a laser
Você pode ir a uma loja de eletrodomésticos ou pesquisar na Internet por um “dispositivo laser”, “módulo laser” ou “diodo laser”. O dispositivo a laser deve incluir:
- circuito do controlador. (Às vezes, essa parte é vendida separadamente de outros componentes.) Procure um circuito de controle que permita regular a amperagem.
- Díodos laser.
- Lente, vidro ou plástico, que pode ser ajustada. Normalmente, o diodo e a lente são embalados juntos em um pequeno tubo. (Esses componentes às vezes são vendidos separadamente do circuito do controlador.)
Etapa 2. Monte o circuito do controlador
Muitos dispositivos a laser exigem que você construa seu próprio circuito controlador. Este tipo de dispositivo inclui uma placa de circuito e peças relacionadas, e você deve soldá-los juntos, de acordo com o esquema que acompanha o dispositivo. No entanto, também existem outros dispositivos que possuem um circuito de controle integrado.
- Você também pode projetar o circuito do controlador, se tiver experiência em eletrônica para fazê-lo. O circuito controlador LM317 é um ótimo modelo para projetar seu próprio circuito. Certifique-se de usar um circuito resistor-capacitor para que a energia gerada não irradie pulsos excessivos.
- Depois de construir o circuito do controlador, teste-o conectando-o a um diodo emissor de luz (LED). Se o LED não acender imediatamente, ajuste o potenciômetro. Se o problema persistir, verifique o circuito e certifique-se de que todas as peças estão conectadas corretamente.
Etapa 3. Conecte o circuito do controlador com o diodo
Se você tiver um multímetro digital, conecte-o ao circuito para monitorar a corrente recebida pelo diodo. A maioria dos diodos pode acomodar uma faixa de 30-250 miliamperes (mA), enquanto uma faixa de 100-150 mA produzirá um feixe bastante forte.
Embora um feixe mais forte do diodo produza um laser mais poderoso, a corrente adicional necessária para criar o feixe queimará e danificará o diodo mais rapidamente
Etapa 4. Conecte a fonte de alimentação (bateria) ao circuito do controlador
O diodo deve estar brilhando forte agora.
Etapa 5. Ajuste a lente para focar o feixe de laser
Se você quiser destacar uma parede, ajuste-a até que um bom ponto brilhante apareça.
Depois de definir a lente corretamente, coloque um palito de fósforo no caminho do laser e ajuste a lente até que a cabeça do fósforo comece a soltar fumaça. Você também pode tentar explodir balões ou fazer furos no papel com um laser
Método dois: fazer lasers a partir de diodos usados
Etapa 1. Obtenha um gravador de DVD ou Blu-Ray usado
Procure uma unidade com velocidade de gravação de 16x ou mais rápida. A unidade possui um diodo com uma potência de saída de 150 miliwatts (mW) ou superior.
- O gravador de DVD tem um diodo vermelho com comprimento de onda de 650 nanômetros (nm).
- O gravador Blu-Ray possui um diodo azul com comprimento de onda de 405 nm.
- O gravador de DVD deve ser capaz de gravar discos, embora não precise ser bem-sucedido. (Em outras palavras, o diodo ainda deve funcionar).
- Não use um leitor de DVD, gravador de CD ou leitor de CD para substituir o gravador de DVD. Os leitores de DVD têm diodos vermelhos, mas não são tão poderosos quanto os gravadores de DVD. Os diodos do gravador de CD são bastante poderosos, mas emitem luz na faixa do infravermelho, então você deve procurar por feixes que você não pode ver.
Etapa 2. Pegue o diodo do dispositivo de gravação de DVD / Blu-Ray
Dispositivo de flip. Existem quatro ou mais parafusos que devem ser removidos antes que o dispositivo possa ser aberto e o diodo possa ser removido.
- Assim que o dispositivo for aberto, haverá um par de armações de metal presas por parafusos. A estrutura contém os componentes do laser. Depois de remover os parafusos, você pode remover a estrutura e os componentes do laser.
- Os diodos são menores do que moedas. O diodo possui três pernas metálicas e pode ser envolto em uma camada metálica, com ou sem janela de proteção transparente, ou pode ser aberto.
- Você tem que tirar o diodo do componente do laser. Para facilitar as coisas, primeiro remova o dissipador de calor do componente do laser antes de tentar remover o diodo. Se você tiver uma pulseira antiestática, use-a ao pegar o diodo.
- Manuseie o diodo com cuidado, ainda mais cuidado se for um diodo aberto. Prepare uma caixa antiestática para armazenar os diodos até que você esteja pronto para fabricar o laser.
Etapa 3. Obtenha uma lente de foco
O feixe do diodo deve passar pela lente de foco para produzir um laser. Você pode fazer isso de uma das seguintes maneiras:
- Use uma lupa como foco. Mova a lupa até encontrar o ponto certo para produzir o feixe de laser, e isso deve ser feito toda vez que quiser usar o laser.
- Obtenha um kit de tubo de lente com um diodo laser de baixa potência, como 5 mW, e substitua o diodo por um diodo de um gravador de DVD.
Etapa 4. Obtenha ou construa um circuito controlador
Etapa 5. Conecte o diodo ao circuito do controlador
Conecte o fio positivo do diodo ao fio positivo do circuito do controlador e o fio negativo ao negativo. A localização dos pinos do diodo varia dependendo se você está usando um diodo vermelho de um gravador de DVD ou um diodo azul de um gravador de Blu-Ray.
- Segure o diodo com as pernas voltadas para você, girando-o de forma que as bases das pernas formem um triângulo apontando para a direita. Em ambos os diodos, a perna de cima é a perna positiva.
- No diodo vermelho do gravador de DVD, a perna do meio, que forma o vértice do triângulo, é a perna negativa.
- No diodo azul do gravador Blu-Ray, a parte inferior da perna é a perna negativa.
Etapa 6. Conecte a fonte de alimentação ao circuito do controlador
Etapa 7. Ajuste a lente para focar o feixe de laser
Pontas
- Quanto menor for o foco do feixe de laser, mais poderoso será o laser, mas ele só será eficaz naquela distância focal. Se focado a uma distância de 1 m, o laser só é eficaz a uma distância de 1 m. Quando você não quiser usar o laser, disperse o foco da lente até que o feixe de laser tenha o diâmetro de uma bola de pingue-pongue.
- Para proteger seu dispositivo a laser, armazene-o em um receptáculo, como uma lanterna LED ou suporte de bateria, dependendo do tamanho do circuito do controlador.
Aviso
- Não direcione o laser para uma superfície que reflita a luz. Lasers são feixes de luz e podem ser refletidos como feixes desfocados, mas com consequências maiores.
- Sempre use óculos de proteção específicos para o comprimento de onda do feixe de laser com o qual está trabalhando (neste caso, o comprimento de onda do diodo de laser). Os óculos de laser são fabricados em cores que equilibram a cor do feixe de laser: verde para o laser vermelho de 650 nm, vermelho-laranja para o laser azul de 405 nm. Não use capacetes de soldagem, óculos com nervuras ou óculos de sol no lugar dos óculos de laser.
- Não olhe para a fonte do feixe de laser nem direcione o laser para os olhos das pessoas. Os lasers da classe IIIb, o tipo de laser discutido neste artigo, podem causar danos aos olhos, mesmo com o uso de óculos para laser. O brilho indiscriminado de um feixe de laser também é uma violação da lei.
