El término "láser" en realidad significa "amplificación de luz por emisión estimulada de radiación". El primer láser, que utilizaba un cilindro de rubí recubierto de plata como resonador, se desarrolló en 1960 en los Laboratorios de Investigación Hughes de California. Hoy en día, los láseres se utilizan para una variedad de cosas, desde medir hasta leer datos cifrados, y hay varias formas de fabricar láseres, según el presupuesto y las capacidades.
Paso
Parte 1 de 2: Comprender cómo funcionan los láseres
Paso 1. Proporcione una fuente de energía
Los láseres funcionan, o "láseres", estimulando los electrones para que emitan luz de una determinada longitud de onda. (El proceso fue sugerido por primera vez en 1917 por Albert Einstein). Para emitir luz, los electrones primero deben absorber energía para ser propulsados a una órbita superior, y luego liberar esa energía en forma de luz al regresar a su órbita original. Esta fuente de energía se llama "bomba".
- Los láseres pequeños, como los de los reproductores de CD y DVD y los punteros láser, utilizan un circuito eléctrico para proporcionar corriente eléctrica a un diodo, que actúa como una bomba.
- El láser de dióxido de carbono es bombeado por una corriente eléctrica para estimular los electrones.
- Los láseres excímeros obtienen energía de reacciones químicas.
- Los láseres hechos de cristal o vidrio utilizan una fuente de luz potente, como una lámpara de arco o una lámpara de destellos.
Paso 2. Canalice la energía a través del medio amplificador
El medio amplificador, o medio láser activo, amplifica la energía liberada por el rayo debido a los electrones estimulados. El medio de refuerzo puede ser uno de los siguientes:
- Semiconductores fabricados con materiales como arseniuro de galio, arseniuro de aluminio y galio o arseniuro de indio y galio.
- El cristal con forma de cilindro de rubí utilizado en el primer láser fabricado por Hughes Laboratories. También se han utilizado zafiros y granadas, así como fibras ópticas de vidrio. El vidrio y los cristales se tratan con iones de metales de tierras raras.
- Cerámica, que también está pretratada con iones de metales de tierras raras.
- Líquidos, generalmente tintes, aunque los láseres infrarrojos se producen utilizando un gin tonic como medio amplificador. El postre de gelatina (Jell-O) también se ha utilizado con éxito como medio fortalecedor.
- Gases, como dióxido de carbono, nitrógeno, vapor de mercurio o una mezcla de helio y neón.
- Reacción química.
- Proyector de electrones.
- Materia nuclear. El primer láser de uranio se creó en noviembre de 1960, seis meses después de que se creara el primer láser de rubí.
Paso 3. Ajuste los espejos para acomodar la luz
El espejo, o resonador, retiene el rayo en la cámara del láser hasta que alcanza el nivel de energía deseado para la descarga, ya sea a través de una pequeña abertura en uno de los espejos o a través de una lente.
- La configuración de resonador más simple, el resonador lineal, utiliza dos espejos colocados uno frente al otro en la cámara del láser. Este ajuste produce un solo haz de luz.
- Una disposición más complicada, el resonador de anillo, utiliza tres o más espejos. Esta disposición puede producir un solo haz, con la ayuda de un aislador óptico, o un doble haz.
Paso 4. Utilice una lente de enfoque para dirigir el rayo a través del medio amplificador
Junto con el espejo, la lente ayuda a enfocar y dirigir la luz para que el medio amplificador reciba la mayor cantidad de luz posible.
Parte 2 de 2: Fabricación de láseres
Método uno: hacer un láser a partir de un dispositivo láser
Paso 1. Busque una tienda que venda dispositivos láser
Puede ir a una tienda de electricidad o buscar en Internet un “dispositivo láser”, un “módulo láser” o un “diodo láser”. El dispositivo láser debe incluir:
- circuito controlador. (Esta pieza a veces se vende por separado de otros componentes). Busque un circuito de control que le permita regular el amperaje.
- Diodos láser.
- Lente, vidrio o plástico, que se puede ajustar. Por lo general, el diodo y la lente se empaquetan juntos en un tubo pequeño. (Estos componentes a veces se venden por separado del circuito del controlador).
Paso 2. Ensamble el circuito del controlador
Muchos dispositivos láser requieren que cree su propio circuito controlador. Este tipo de dispositivo incluye una placa de circuito y piezas relacionadas, y debe soldarlas juntas, de acuerdo con el esquema que vino con el dispositivo. Sin embargo, también hay otros dispositivos que tienen un circuito de control incorporado.
- También puede diseñar el circuito del controlador usted mismo, si tiene la experiencia en electrónica para hacerlo. El circuito del controlador LM317 es una gran plantilla para diseñar su propio circuito. Asegúrese de utilizar un circuito resistor-condensador para que la energía generada no irradie pulsos excesivos.
- Después de construir el circuito del controlador, pruébelo conectándolo a un diodo emisor de luz (LED). Si el LED no se enciende inmediatamente, ajuste el potenciómetro. Si el problema persiste, vuelva a verificar el circuito y asegúrese de que todas las piezas estén conectadas correctamente.
Paso 3. Conecte el circuito del controlador con el diodo
Si tiene un multímetro digital, conéctelo al circuito para monitorear la corriente recibida por el diodo. La mayoría de los diodos pueden acomodar un rango de 30-250 miliamperios (mA), mientras que un rango de 100-150 mA producirá un haz bastante fuerte.
Aunque un rayo más fuerte del diodo producirá un láser más potente, la corriente adicional necesaria para crear el rayo quemará y dañará el diodo más rápidamente
Paso 4. Conecte la fuente de alimentación (batería) al circuito del controlador
El diodo debería brillar intensamente ahora.
Paso 5. Ajuste la lente para enfocar el rayo láser
Si desea resaltar una pared, ajústela hasta que aparezca un bonito punto brillante.
Después de colocar la lente correctamente, coloque una cerilla en la trayectoria del láser y ajuste la lente hasta que la cabeza de la cerilla comience a humear. También puede intentar inflar globos o hacer agujeros en el papel con un láser
Método dos: hacer láseres a partir de diodos usados
Paso 1. Obtenga una grabadora de DVD o Blu-Ray usada
Busque una unidad con una velocidad de escritura de 16x o más rápida. La unidad tiene un diodo con una potencia de salida de 150 milivatios (mW) o más.
- La grabadora de DVD tiene un diodo rojo con una longitud de onda de 650 nanómetros (nm).
- La grabadora de Blu-Ray tiene un diodo azul con una longitud de onda de 405 nm.
- La grabadora de DVD debe tener la capacidad suficiente para escribir discos, aunque no tiene por qué tener éxito. (En otras palabras, el diodo aún debería funcionar).
- No utilice un lector de DVD, grabador de CD o lector de CD para reemplazar el grabador de DVD. Los lectores de DVD tienen diodos rojos, pero no tan potentes como los grabadores de DVD. Los diodos de grabación de CD son bastante potentes, pero emiten luz en el rango de infrarrojos, por lo que debe buscar rayos que no puede ver.
Paso 2. Saque el diodo del dispositivo de grabación de DVD / Blu-Ray
Voltear el dispositivo. Hay cuatro o más tornillos que deben quitarse antes de poder abrir el dispositivo y quitar el diodo.
- Una vez que se abre el dispositivo, habrá un par de marcos de metal sujetos por tornillos. El marco contiene los componentes del láser. Después de quitar los tornillos, puede quitar el marco y quitar los componentes del láser.
- Los diodos son más pequeños que las monedas. El diodo tiene tres patas metálicas y puede estar encapsulado en una capa metálica, con o sin ventana protectora transparente, o puede estar abierto.
- Tienes que sacar el diodo del componente láser. Para facilitar las cosas, primero retire el disipador de calor del componente láser antes de intentar quitar el diodo. Si tiene una muñequera antiestática, úsela cuando levante el diodo.
- Manipule el diodo con cuidado, incluso con más cuidado si es un diodo abierto. Prepare una caja antiestática para almacenar los diodos hasta que esté listo para fabricar el láser.
Paso 3. Consiga una lente de enfoque
El haz del diodo debe atravesar la lente de enfoque para producir un láser. Puede hacer esto de una de las dos formas siguientes:
- Utilice una lupa como foco. Mueva la lupa hasta que encuentre el lugar correcto para producir el rayo láser, y esto debe hacerse cada vez que desee utilizar el láser.
- Obtenga un kit de tubo de lente con un diodo láser de baja potencia, como 5 mW, y reemplace el diodo con un diodo de una grabadora de DVD.
Paso 4. Obtenga o construya un circuito controlador
Paso 5. Conecte el diodo al circuito del controlador
Conecte el cable positivo del diodo al cable positivo del circuito del controlador y el cable negativo al cable negativo. La ubicación de los pines del diodo varía dependiendo de si está utilizando un diodo rojo de una grabadora de DVD o un diodo azul de una grabadora de Blu-Ray.
- Sostenga el diodo con las patas hacia usted, girándolo de modo que las bases de las patas formen un triángulo apuntando hacia la derecha. En ambos diodos, el tramo superior es el positivo.
- En el diodo rojo de la grabadora de DVD, el lado del medio, que forma el vértice del triángulo, es el lado negativo.
- En el diodo azul de la grabadora de Blu-Ray, la pata inferior es la pata negativa.
Paso 6. Conecte la fuente de alimentación al circuito del controlador
Paso 7. Ajuste la lente para enfocar el rayo láser
Consejos
- Cuanto más pequeño enfoque el rayo láser, más potente será el láser, pero solo será efectivo a esa distancia focal. Si se enfoca a una distancia de 1 m, el láser solo es efectivo a una distancia de 1 m. Cuando no desee utilizar el láser, disperse el enfoque de la lente hasta que el rayo láser tenga aproximadamente el diámetro de una pelota de ping pong.
- Para proteger su dispositivo láser, guárdelo en un receptáculo, como una linterna LED o un soporte de batería, dependiendo de qué tan pequeño sea el circuito de su controlador.
Advertencia
- No apunte el láser a una superficie que refleje la luz. Los láseres son rayos de luz y pueden reflejarse como rayos desenfocados, solo que con mayores consecuencias.
- Siempre use gafas que sean específicas para la longitud de onda del rayo láser con el que está trabajando (en este caso, la longitud de onda del diodo láser). Las gafas láser se fabrican en colores que equilibran el color del rayo láser: verde para el láser rojo de 650 nm, rojo anaranjado para el láser azul de 405 nm. No use cascos para soldar, anteojos acanalados o anteojos de sol en lugar de anteojos láser.
- No mire a la fuente del rayo láser ni dirija el láser a los ojos de las personas. Los láseres de clase IIIb, el tipo de láser que se analiza en este artículo, pueden dañar el ojo, incluso con el uso de anteojos para láser. Hacer brillar indiscriminadamente un rayo láser también es una violación de la ley.
