Как работи лазерният диод? Лазерни диоди. Видове и връзка. Устройство и работа. Свързване към домашна мрежа

Днес много домакински и други устройства използват лазерни диоди (полупроводници) за създаване на насочен лъч. И повечето важен моментПри самостоятелно сглобяване на лазерна система трябва да свържете диод.

Лазерен диод

От тази статия ще научите всичко необходимо за висококачествено свързване на лазерен диод.

Характеристики на полупроводника и неговото свързване

Лазерният модел се различава от LED диода по много малката кристална площ. В тази връзка се наблюдава значителна концентрация на мощност, което води до краткотраен излишък на текущата стойност в прехода. Поради това такъв диод може лесно да изгори. Следователно, за да може лазерният диод да издържи възможно най-дълго, е необходима специална верига - драйвер.

Забележка! Всеки диод от лазерен тип трябва да се захранва със стабилизиран ток. Въпреки че някои сортове, които дават червена светлина, се държат доста стабилно, дори ако имат нестабилно хранене.

Червен лазерен диод

Но дори и да се използва драйвер, към него не може да се свърже диод. Тук също е необходим „токов сензор“. Неговата роля често се играе от обикновения проводник на резистор с ниско съпротивление, който е свързан към пролуката между тези части. В резултат на това веригата има един съществен недостатък - минусът на мощността е „откъснат“ от минуса, присъстващ в захранването на веригата. В допълнение, тази схема има още един недостатък - загуба на мощност възниква на резистора за измерване на ток.
Когато планирате да свържете лазерен диод, трябва да разберете към кой драйвер трябва да бъде свързан.

Класификация на водача

В момента има два основни типа драйвери, които могат да бъдат свързани към нашия полупроводник:

• импулсен драйвер. Това е частен случай на импулсен преобразувател на напрежение. Тя може да бъде както надолу, така и нагоре. Входната им мощност е приблизително равна на изходната. В този случай има леко преобразуване на енергията в топлина. Една опростена схема на импулсен драйвер изглежда така;

Опростена схема на превключващ драйвер

• линеен драйвер. Веригата обикновено доставя повече напрежение към такъв драйвер, отколкото изисква полупроводникът. За да го изгасите, е необходим транзистор, който ще освободи излишната енергия с топлина. Такъв драйвер има ниска ефективност и следователно се използва изключително рядко.

Забележка! Когато използвате чипове за стабилизатор на линейни интегрални схеми, токът ще намалее, когато входното напрежение на диода спадне.

Верига на линейния драйвер

Поради факта, че всеки лазерен диод може да се захранва през два различни видоведрайвери, схемата на свързване ще варира.

Характеристики на връзката

Веригата, която ще се използва за захранване на лазерния диод, може да съдържа не само драйвер и „токов сензор“, но и източник на захранване - батерия или батерия.

Опция за схема на свързване

Обикновено батерията / батерията в този случай трябва да има напрежение от 9 V. В допълнение към тях веригата трябва да включва лазерен модули резистор за ограничаване на тока.

Забележка! За да не харчите пари за диод, той може да бъде премахнат от DVD устройство. Освен това, това трябва да бъде точно компютърно устройство, а не стандартен играч.

DVD устройство за компютър

Лазерният полупроводник има три извода (крака), два от които са разположени отстрани и един в средата. Средният изход трябва да бъде свързан към отрицателния извод на избрания източник на захранване. Положителният извод трябва да бъде свързан към левия или десния „крак“. Изборът на лявата или дясната страна зависи от производителя на полупроводника. Следователно трябва да определите кой изход ще бъде: „+“ и „-“. За да направите това, към полупроводника трябва да се приложи мощност. Две батерии, всяка по 1,5 волта, както и резистор 5 ома ще свършат идеална работа тук.
Отрицателният извод на захранването трябва да бъде свързан към централния отрицателен извод, определен на диода. В този случай положителната страна трябва да бъде свързана към всеки от двата останали терминала на полупроводника на свой ред. По този начин той може да бъде свързан и към микроконтролер.
Захранването на лазерния диод може да се осигури с помощта на 2-3 батерии АА.Но ако желаете, можете да включите и батерия от мобилен телефон. В този случай трябва да запомните, че ще ви е необходим допълнителен ограничителен резистор от 20 ома.

Свързване към 220 V мрежа

Полупроводникът може да се захранва от 220 V. Но тук е необходимо да се създаде допълнителна защита срещу високочестотни пренапрежения на напрежението.

Възможност за захранване на диод от мрежа 220V

Такава схема трябва да включва следните елементи:

• Волтажен регулатор;
• резистор за ограничаване на тока
• кондензатор;
• лазерен диод.

Съпротивлението и стабилизаторът ще образуват блок, който може да предотврати токови удари. За да се предотвратят скокове на напрежението, е необходим ценеров диод. Кондензаторът ще предотврати появата на високочестотни изблици. Ако такава верига е сглобена правилно, тогава ще бъде гарантирана стабилна работа на полупроводника.

Стъпка по стъпка инструкции за свързване

Най-удобният начин да създадете лазерна инсталация със собствените си ръце ще бъде червен полупроводник, който има изходяща мощностприблизително 200 миливата.

Забележка! Това е полупроводникът, с който е оборудван всеки компютърен DVD плейър. Това значително улеснява търсенето на източник на светлина.

Връзката изглежда така:

• За свързване трябва да се използва един полупроводник. Те трябва да бъдат проверени за функционалност (просто свържете към батерия);
• изберете по-ярък модел. Когато тествате IR светодиода (като го вземете от плейъра на компютъра), той ще свети със слаба червена светлина. Запомнете това

НЕ се насочвайте към очите, в противен случай можете напълно да загубите зрението си;

Проверка на диоди

• След това инсталираме лазера върху домашен радиатор. За да направите това, трябва да пробиете дупка в алуминиева плоча (с дебелина около 4 mm) с такъв диаметър, че диодът да влезе в нея доста плътно;
• Необходимо е да се нанесе малък слой термопласт между лазера и радиатора;
• След това вземаме навит керамичен резистор със съпротивление 20 ома с мощност 5 W и, като спазваме полярността, го свързваме към веригата. Чрез него трябва да свържете лазера и източник на захранване (мобилна батерия или батерия);
• самият лазер трябва да бъде прескочен с помощта на керамичен кондензатор с всякакъв капацитет;
• След това, обръщайки устройството от вас, трябва да го свържете към захранването. В резултат на това червеният лъч трябва да се включи.

Червен лъч от домашно устройство

След това може да се фокусира с помощта на двойно изпъкнала леща. Фокусирайте го за няколко секунди върху една точка от хартията, която абсорбира червения спектър. Лазерът ще остави върху него червена светлина.
Както можете да видите, имаме работещо устройство, което е свързано към мрежа от 220 V. Използвайки различни схеми и опции за свързване, можете да създадете различни устройства, дори джоб лазерна показалка.

Заключение

Когато свързвате лазерен диод, трябва да запомните за безопасната работа и също така да знаете нюансите, които присъстват в работата му. След това остава само да изберете схемата, която харесвате, и да свържете полупроводника. Основното нещо, което трябва да запомните, е, че всички контакти трябва да бъдат добре запечатани, в противен случай частта може да изгори по време на работа.

Изчисляване на лумени на квадратен метър за различни помещения

Много хора са имали лазерни показалки като деца, които могат да бъдат закупени в магазините за играчки. Но с развитие модерни технологиивъзникна възможността да създадете такъв лазер със собствените си ръце. За да направите това, имате нужда само от дефектно DVD устройство (важно е самият светодиод да работи), отвертка и поялник.

Трябва да се помни, че е по-добре да използвате неработещ DVD за създаване на лазер! Това се дължи на факта, че след разглобяване и отстраняване на светодиода той се проваля. Не забравяйте, че такъв лазер от устройство е много по-мощен от конвенционалната показалка и може да причини непоправима вреда на здравето, така че никога не трябва да насочвате лъча към човек или животно.

Когато лъчът на такова устройство е насочен към човешкото око, ретината изгаря и човекът може частично или напълно да загуби зрение.

Така че, нека създадем лазер от DVD устройство със собствените си ръце. За да направите това, трябва внимателно да развиете болтовете на гърба на кутията, за да стигнете до светодиода на бъдещия лазер. Под капака има агрегат, който задвижва каретата. За да го премахнете, трябва да развиете винтовете и да изключите всички кабели. След това каретата се отстранява.

Сега трябва да го разглобите, за което трябва да развиете много винтове. След това ще бъдат открити два светодиода. Един от тях е инфрачервен, той отговаря за четенето на информация от диска.

Имате нужда от червено, с помощта на което информацията се записва на диска. Ще има платка, прикрепена към червения светодиод. За да го деактивирате, трябва да използвате поялник. За да проверите функционалността на диода, достатъчно е да свържете към него две АА батерии, но е важно да вземете предвид тяхната полярност. Не забравяйте, че лазерният диод е крехък, така че трябва да бъдете много внимателни с него.

След това трябва да закупите лазерна показалка. Когато създавате лазер от DVD устройство със собствените си ръце, използвайте го като „донор“ за кутията. След покупката трябва внимателно да развиете показалеца на две части и да го извадите от горната половина, като можете да използвате нож, за да направите това. Важно е да правите всичко внимателно, защото диодът може да се повреди. С помощта на малка отвертка изберете излъчвателя. С помощта на топящо се лепило монтирайте новия светодиод в корпуса. И за да сте сигурни, че е здраво монтиран, можете да използвате клещи, като ги натиснете върху ръбовете на диода.

Направи си сам лазер от DVD устройство е почти готов. Преди да го стартирате, трябва да проверите дали полярността е правилна. Сега можете безопасно да свържете захранването. След първото стартиране може да се наложи да коригирате фокуса. След това можете да инсталирате показалеца във фенерчето и да свържете AA батерии. Не забравяйте, че лазерът може да изгаря различни предмети, така че трябва да премахнете плексигласа от дифузера.

Добре настроеното устройство може не само да изгори хартия или да запали кибрит, но и да остави следа върху плексиглас, да взриви топки (по-добре е да са черни) и да остави видими следи върху пластмаса. Ако инсталирате диод в главата на плотера, можете да гравирате върху плексиглас.

Лазерни показалки, с които много от нас са играли като деца, могат да бъдат направени със собствените ви ръце у дома. Или можете да създадете доста мощно устройство, което може да изгаря предмети с лъча си. И за това имаме нужда от лазерен диод, който може да бъде премахнат от DVD-RW плейъра.

Лазерен диод взет от DVD

От тази статия ще научите последователността на работа за създаване на домашно лазерно устройство със значителна мощност.

Какво ще ви трябва на работа?

За да направите лазер със собствените си ръце, трябва да използвате червен лазерен диод (650 nm). Може да се премахне от счупено или старо DVD-RW устройство.

Забележка! Ако устройството е счупено, тогава има голяма вероятност неговият лазерен диод да остане в изправност. Следователно е доста подходящ за нашата работа.

Можете също да използвате CD-RW устройство. Някои дори използват Blu-ray устройство. Но в този случай CD-RW устройството ще се характеризира с инфрачервен невидим лъч (780nm), а Blu-ray устройството ще се характеризира с виолетов лъч (405nm).
Освен това ще ви трябват и инструменти за разглобяване на DVD-RW устройството.

Да поговорим за играча

За да премахнете лазерния диод, взет от DVD-RW устройството, трябва внимателно да разглобите устройството. За да направите това, трябва да разберете задвижващите устройства. Поставя се в специален метален топлоотвеждащ корпус, който допълнително се поставя в друга метална основа. От вас зависи дали си струва да извадите устройството от такъв корпус или не.

Забележка! Когато разглобявате DVD-RW устройство, не трябва да изваждате разхлабените дискове.

DVD-RW устройство

Можете също така да оставите радиатора в кутията и да премахнете основата. Това се отразява на качеството на радиатора, който е необходим за нашата лазерна инсталация. Някои експерти твърдят, че когато светодиодът доставя неимпулсен ток, създаденият радиатор няма да е достатъчен за каретката. Това твърдение ще бъде правилно за определени модели задвижвания, както и ако е необходимо да се получи максимална мощност.
DVD-RW има вградени два лазерни диода. От тях единият е инфрачервен и се използва за запис и възпроизвеждане на CD. А вторият е червен и се използва за възпроизвеждане и запис на DVD. Както можете да видите, ако желаете, можете да направите два лазера със собствените си ръце.

Забележка! Моделът BD-RE устройство има вградени цели три диода. Но съвременните модели на този тип устройства използват двойни светодиоди, инсталирани на един чип.

В такива сглобки не можете едновременно да свържете инфрачервени и червени диоди, ако токът е голям.

Неща, които трябва да запомните, когато работите

Когато създавате лазер със собствените си ръце, трябва да запомните, че лазерният диод може да бъде повреден от статично електричество. Следователно, за да се осигури нормална работа на този елемент, имате нужда от три крака ld
увийте с гола тел.

Забележка! Не насочвайте лазерния лъч към очите. Също така не трябва да се насочва към отразяващи повърхности. Това може да доведе до пълна или частична загуба на зрение.

Изискванията, които съществуват за работа с лазери, са приложими и за инфрачервеното лъчение. В крайна сметка и двете лъчения имат мощна изгаряща способност.

Червен лазерен лъч

Освен това трябва да знаете, че лазерният диод трябва да се захранва с определен ток. Ако захранващият ток надвиши определен праг, това може да доведе до прегряване на диода. В резултат на това той или ще изгори напълно, или ще свети като стандартен светодиод.
За да може токът да има правилните стойности, трябва да използвате определена верига за лазерно сглобяване. В този случай трябва да има драйвер. Нека да разгледаме няколко схеми за сглобяване на лазер с помощта на лазерен диод, взет от DVD-RW устройство.

Първа опция за изграждане

В тази ситуация е необходимо да се използва следната схема за сглобяване на устройство, базирано на лазерен диод, изваден от DVD-RW устройството.

Монтажна схема

Недостатъкът на тази схема е наличието на ситуация, при която напрежението на батерията пада в момента на разреждане, което причинява линейно спадане на нивото на яркост на лазера.
За да сглобите лазерна система съгласно горната диаграма, имате нужда не само от диод, но и от кондензатори с всяко напрежение (от 3V). На диаграмата те са отбелязани с иконата C1 и C2. Капацитетът на първия кондензатор трябва да бъде 0,1 µF, а вторият - 100 µF. Те ще предпазят диода от статично електричество и също ще осигурят плавен преходпроцеси.След като кондензаторите са свързани към източника на лазерна светлина, проводникът може да бъде отстранен от проводника. При свързване към диод един от изводите на корпуса ще подава минус. В същото време второто заключение ще бъде плюс, а третото няма да важи. Разположението на плюсовете е показано доста добре на втората диаграма, която ще бъде описана по-долу.
Струва си да знаете, че към тялото на някои диоди (например 808nm LED) се доставя плюс. Двойните модели се характеризират с наличието на среден щифт за общия минус (G) и външен щифт - C за захранване на DVD, CD, D.
Тази схема може да се захранва от мобилна батерия или 3 AA батерии.

Забележка! При сглобяването на веригата е необходимо да се вземе предвид, че напрежението на батерията може да се различава от посоченото. Това е особено забележимо веднага след зареждането му. При 3,7 V може да има 4,2 V. В тази връзка батерията трябва да се провери с мултицет.

В този случай токът също може да има различни стойности. Например, при подходящите скорости на запис на DVD-RW устройство, лазерният диод може да има следните стойности на параметри като мощност и ток:

• при скорост 16 мощността ще бъде 200 mW, а токът ще бъде 250-260 mA;
• при скорост 18 мощността ще бъде 200 mW, а токът ще бъде 300-350 mA;
• при скорост 20 мощността ще бъде 270 mW, а токът ще бъде 400-450 mA;
• при скорост 22 мощността ще бъде 300 mW, а токът ще бъде 450-500 mA;
• при скорост 24 мощността ще бъде 300mW, а токът ще бъде 450-500mA.

Инфрачервен диод

Инфрачервеният диод на CD-RW устройството ще бъде с мощност 100-200 mW. За сравнение, виолетовото в BLU-RAY RW е от 60 до 150 mW, а в моделите без писане - 15 mW.
Преди да сглобите тази схема, когато използвате лазерен диод на DVD устройство, трябва да разберете какво съпротивление е необходимо за резистора R1. За да направите това, можете да използвате формулата R1=(Uin.-Ufall.)/I, в която:

• Uin. – напрежение, идващо от батерията;
• Актуализация - спад на напрежението, което диодът получава. Червеният диод трябва да има приблизително U спад. равно на 3 V. Това напрежение е подходящо за нискоенергийно незаписващо DVD устройство. За инфрачервен диод Upad. ще бъде приблизително 1,9 V, а за виолетово или синьо - съответно 5,5 V и 4-4,4 V;
• I - сила на тока. Може да се разбере от специална таблица.

При сглобяването на лазер много експерти препоръчват използването на резистори с по-високо съпротивление от полученото при изчисленията. Това ще предпази полупроводника от прекомерен ток. С помощта на мултицет можете допълнително да намалите съпротивлението.

Втори вариант за сглобяване

IN в такъв случайКогато сглобявате лазерната инсталация, трябва да се ръководите от следната диаграма.

Схема за инсталиране на лазер

Тази схема, за разлика от описаната по-горе, няма проблеми с намаляването на яркостта на лазера. Този проблем беше решен чрез използване във веригата
специален регулируем стабилизатор (например KREN12A или неговия общ аналог LM317T).В този случай трябва да знаете, че избраният стабилизатор е компенсаторен. Доставя около 1,4 V повече напрежение от необходимото. В резултат на това, за да получите 3 V към лазерния диод във веригата, трябва да приложите от 4,4 V до 37 V. В този случай изходът все още ще бъде 3 V (разбира се, при условие че резисторите са правилни избран).
Ако към веригата се подаде по-малко от 4,4 V, яркостта на лазера ще започне да намалява, което е типично за първата верига. В резултат на това ще възникне ситуация, подобна на разреждане на батерията. За 780nm диоди веригата ще трябва да се захранва от 3,8 V до 37 V. Следователно в такава ситуация тази верига може да бъде неефективна, тъй като характеристиката ток-напрежение тук ще варира значително в зависимост от температурата на околната среда. И това може да доведе до изгаряне на веригата, ако увеличението на текущата стойност не може да бъде открито навреме.

Забележка! Някои експерти смятат, че този ефект е характерен за сините лазерни диоди.

За да избегнете прегряване, е необходимо да измерите тока преди източникът на светлина да се загрее напълно. Това ще елиминира риска от увеличаване на максимално допустимата стойност на тока.
Експертите препоръчват да се използва съпротивление за R1 в стойност на ома. И за да определите параметъра R2, трябва да използвате следната формула: R2=R1*(Uout.-Uref.)/Uref.
Трябва да знаете, че първоначално R2 трябва да бъде зададен малко по-малко от цифрата, получена по време на изчисленията. В този случай трябва едновременно да свържете мултицет последователно към диода, за да оцените силата на тока. Това ще избегне появата на прекомерен ток.
В тази схема е възможно да се използват същите кондензатори, както в предишната. Но резисторите трябва да са по-качествени, особено връзките им. Ако по време на работа на инсталацията се получи прекъсване на контакта (отворена верига), тогава поради повишеното напрежение led диодще изгори.

Фокусиране на светлинния поток в лъч

Когато създавате лазерна инсталация и използвате диод, изваден от DVD-RW устройство, трябва да разберете, че излъчената светлина ще бъде подобна на стандартен светодиод.

LED светене

Но имаме нужда от лазерен лъч. За да го направите, трябва да използвате колиматор - специална леща.С негова помощ светлинният поток ще бъде фокусиран в лъч. Отлично решение би било да използвате в устройството леща, взета от стара лазерна показалка. Чрез инсталирането му с помощта на гайки и пружини ще бъде възможно по-точно фокусиране на лазера (неговия подход и разстояние). Обективът може също да бъде прикрепен към лазерния диод с помощта на епоксидно лепило или двустранна лента.
Поради факта, че не винаги е възможно да се намери мощен диод, в тази ситуация се препоръчва използването на модела 808nm.

Получаване на зеления лъч

С помощта на кристал определен цвятМожете да получите лазерен лъч от зелено, жълто, червено и синьо.

Заключение

С помощта на лазерен диод, изваден от DVD-RW устройство, можете да създадете лазерна инсталация със собствените си ръце. Използвайки различни кристали, можете да фокусирате лъча и да му придадете желания цвят. В този случай е необходимо да се вземат предвид особеностите на работа с такова устройство, за да получите желания резултат и да не влошавате зрението си.

Препоръчителни статии по темата Как да сглобите захранване с регулатори със собствените си ръце Преглед на безжични улични светлини със сензори за движение Защо трябва да обърнете внимание на микровълновите сензори за движение

Вероятно всеки от детството си е мечтал да има свой собствен мощен лазер, способен да изгаря стоманени листове, сега можем да се доближим една крачка до мечтата си! Стоманените листове няма да се режат, но чантите, хартията и пластмасата са лесни!
За нашия лазер първо се нуждаем от счупен или не много добър нож! и DVD-RW. Колкото по-висока е скоростта на запис на DVD-R, толкова по-мощен е лазерът! 16 устройства съдържат 200 mW червени лазери, както и IR лазер, но повече за това по-късно.

Разглобяване на фрезата,
извадете оптичната част Ето как изглежда тази част от резачката:

Единствените ценни неща там са изходният обектив и два лазера.

Сега да преминем към най-важното!

А сега предпазни мерки за вас и за лазера!

DVD-RW лазерът принадлежи към клас 3B, което означава, че е опасен за зрението! Не насочвайте лъча към очите си! Дори няма да имате време да мигнете, преди да загубите зрението си! един човек случайно се появи в един форум и завърши с няколко хиляди измами. Считайте го за късметлия. С фокусиран лъч можете да заслепите от сто метра! гледай къде блестиш!

Как можеш да развалиш LD?
Да, много просто! Превиши тока и край! и част от микросекунди ще бъде достатъчна!
Ето защо LD се страхуват от статично електричество. Пазете ЛД от него!
Всъщност LD не изгаря, оптичният резонатор вътре просто се срутва и LD се превръща в
обикновен светодиод. резонаторът се срива не от ток, а от интензитета на светлината, който в неговата
Опашката зависи от тока. Трябва да внимавате и за температурата. при охлаждане на лазера
Ефективността му се увеличава и при същия ток интензитета се увеличава и може да разруши резонатора! Бъди внимателен!
Освен това може лесно да бъде убит от преходни процеси, които възникват при включване и изключване! от
заслужават да бъдат защитени.

Сега нека продължим да разглобяваме устройството))
Изваждаме лазера и неговия радиатор и веднага запояваме малък към краката му.
неполярен кондензатор от 0,1 µF и по-голям полярен! така ще спестим
от статика и преходни процеси, които LD наистина не харесват!
Сега е време да помислим за захранване на нашия лазер. LD се захранва от приблизително
от 3V и консумира 200mA. Лазерът не е електрическа крушка!! никога не се свързвайте
директно към батериите! без ограничителен резистор ще го убият и
2 батерии за лазерна показалка!! LD е нелинеен елемент, така че го захранвайте
Не ти трябва напрежение, а ток! това означава, че са необходими елементи за ограничаване на тока.
Нека разгледаме три схеми за захранване на LD от най-простите до най-сложните.
Всички вериги се захранват от батерии.
1 вариант
ограничение на тока чрез резистор. виж снимката

Съпротивлението на резистора се определя експериментално от тока през LD.
Струва си да спрете на 200mA, освен това рискът от изгаряне е по-голям.
въпреки че моят LD работеше перфектно при 300mA. всякакви три са подходящи за храна
батерията до необходимия капацитет. Също така е удобно да използвате батерията от
мобилен телефон (всеки).

Пробно пускане

На тъмно работи като фенерче.

Фокусиращ обектив

Чрез обектива е възможно да се фокусира лъчът, но без твърдо тяло задачата е досадна.

Производство на корпуси

Всичко трябва да бъде изолирано.

Лещи

Между другото, тази леща работи по-добре, ако се обърне с изпъкналата част към лазерния диод.

Регулираме и получаваме повече или по-малко събрана греда.

Вероятно е възможно да се направи фина настройка, но за нас това беше достатъчно черната пластмаса да започне да се топи.

Кибритът веднага пламна.

Черната електрическа лента беше прерязана като нож в масло.

Този лазер би бил страхотен пистолет за игра на играчки войници.

Видео

DVD ЛАЗЕР "ДИМ"

Много хора правят всякакви ненужни, но готини устройства и аз не бях изключение. Реших, следвайки примера на мнозина, да направя лазер от DVD - горящ диод, изваден от неработещо DVD записващо устройство. И така, молим нашата радио котка да ни помогне да завъртим компютъра:

След това премахваме капака на устройството и изваждаме лентата, на която е инсталиран DVD лазерът.

За да го свържете към батерията, можете да използвате специализиран със стабилизиране на тока. Но тези микросхеми струват $5-10 и изгарят веднага, ако са настроени неправилно! Освен това не можете да ги намерите навсякъде.Затова беше решено да направим собствена схема за захранване, която, както се оказа, работи чудесно,също заедно със зарядно 220V.

Батерия: никел-кадмиева пръстова 3бр или литиево-йонна от мобилен телефон. И така, нека започнем, вземете диод от делителя -

Казват, че се страхуват от статично електричество, но не взех никакви предпазни мерки и пак не изгорих. Но когато токът се увеличи над 0.3A, те излетяха мигновено. Изгорих четири от тях! Нека избутаме всичко това DVD лазер в някакъв подходящ случай, например китайски фенер,

Първо взех обектива за фокусиране от същото DVD устройство, но както се оказа, лазерът не работи добре с него - фокусирането не е добро. Трябваше да отида на пазара и да похарча един долар, за да си купя лазерна показалка. Обективът й е просто супер - фокусира точно.

И освен това се закрепва удобно! Като бонус имаме три бутонни батерии 1.5V, бутон и много ярък червен светодиод. Пред фенерчето вместо стъкло поставяме кръгла пластмаса с 10 мм отвор за лъча. Това е всичко, биткалазер от DVD "дим" е готов!

Светлините съвпадат в рамките на 1 метър, карат дърво, гума, пластмаса, черна хартия да димят добре. Консумацията на ток е до 0.3A, но препоръчвам да не задавате границата, а да я намалите до безопасни 0.2A. Още по-добре ще бъде, ако го захранвате от ултранисък спад на напрежението - 0.05V.

За всякакви въпроси пишете на

В глава Има свободни места за снимки на вашите лазери и други устройства!

При генериране на лазерно лъчение по-важен е не токът на лазерния диод, а напрежението му. В момента, в който се приложи положителен потенциал към анода, започва изместване p-n преходно в права посока. Това започва инжектирането на дупки от p-лентата в n и подобно инжектиране на електрони в обратната посока. Непосредствената близост на електрони и дупки задейства тяхната рекомбинация. Това действиепридружен от генериране на фотони с определена дължина на вълната

Това физическо явление се нарича спонтанно излъчване и, приложено към лазерните диоди, се счита за основния метод за генериране на лазерно лъчение.

Полупроводниковият кристал на лазерен диод е тънка правоъгълна плоча. Разделянето на части p и n тук се извършва на принципа не отляво надясно, а отгоре надолу. Тоест в горната част на кристала има p-област, а отдолу има n-област.

Ето защо площ п-нпреходът е достатъчно голям. Крайните страни на лазерния диод са полирани, тъй като за образуване на оптичен резонатор (Fabry-Perot) е необходимо да има успоредни равнини с максимална гладкост. Фотон, насочен перпендикулярно на един от тях, ще се движи по целия оптичен вълновод, периодично отразявайки се от страничните краища, докато напусне резонатора.

По време на такова движение фотонът ще провокира няколко акта на принудителна рекомбинация, т.е. генерирането на подобни фотони и по този начин ще усили лазерното лъчение. В момента, когато печалбата е достатъчна, за да покрие загубите, започва генерация.

У дома отличителна чертамежду светодиодите и лазерните диоди е ширината на емисионния спектър. Светодиодите имат широк обхватлъчение, докато лазерните са с много тесен спектър.

Принципът на действие и на двата полупроводникови източника се основава на явлението електролуминесценция - излъчване на светлина от материала, през който тя преминава. електричествопредизвикани от електрическо поле. Излъчването, дължащо се на електролуминесценция, се характеризира с относително тесен спектър с ширина от 0,1...3 nm за лазерни диоди и 10...50 nm за светодиоди.

За да свържете лазерен диод, имате нужда от специален електронна схема, наречен лазерен диоден драйвер. Използвайки практически пример по-долу, ще покажем как да сглобите прост лазерен диоден драйвер, базиран на регулатора на напрежение LM317 със собствените си ръце.

Драйверът е специална верига за свързване, която се използва за ограничаване на тока и след това за подаване на лазерния диод, за да работи правилно и да не изгори при първото включване, ако го включим директно към захранването.

Ако токът е нисък, лазерният светодиод няма да се включи поради липса на необходимото ниво на мощност. По този начин веригата на драйвера е проектирана да осигурява правилния номинален ток, при който лазерният диод ще влезе в работно състояние. Обикновен светодиодОбикновен резистор ще е достатъчен за ограничаване на тока, но в случай на лазер ще ни трябва свързваща верига за ограничаване и регулиране на тока. Микромонтажът е идеален за тези цели.

Три-пиновата микросхема LM317 е типичен стабилизатор на напрежението. На изхода си може да произвежда напрежение от 1,25 до 37 волта. Външен вид LM317 с етикетирани щифтове е показан на изображението по-горе.

Микросхемата е отличен регулируем стабилизатор, с други думи, можете лесно да промените стойността на изходното напрежение в зависимост от нуждите на изхода на веригата, като използвате две външни съпротивления, свързани към линията за регулиране. Тези два резистора действат като делител на напрежение, използван за намаляване на нивото на изходното напрежение.

Дизайнът може да бъде сглобен на макет за пет минути. Схемата работи така. Когато напрежение от 9 волта започне да тече от батерията, то първо преминава през керамичен кондензатор (0,1 µF). Този капацитет се използва за филтриране на високочестотен шум от източника постоянен токи осигурява входния сигнал за стабилизатора. Потенциометър (10KΩ) и резистори (330Ω), свързани към линията за настройка, се използват като верига за ограничаване на напрежението. Изходно напрежениенапълно зависи от стойността на тези съпротивления. Изходното напрежение на стабилизатора отива към филтъра на втория кондензатор. Този капацитет действа като балансьор на мощността при филтриране на колебаещите се сигнали. В резултат на това можете да промените интензитета на лазерното лъчение чрез завъртане на копчето на потенциометъра.

Изобретението на полупроводниковия лазерен диод заслужено се смята за едно от най-добрите постижения в областта на физиката от втората половина на миналия век. Независими разработки на съветски и американски учени в областта на оптичното излъчване на твърди материали, извършени преди повече от половин век, днес показват своята ефективност в битовата, индустриалната и военната сфера.
За разлика от светодиодите, чиято работа се основава на спонтанното излъчване на фотони, лазерните диоди имат по-сложен принцип на действие и кристална структура.

Принцип на действие

За да разберете откъде идват фотоните, помислете за процеса на рекомбинация (изчезването на двойка свободни носители - електрон и дупка). При прилагане на директно напрежение към p-n прехода на диода се получава инжекция, т.е. рязко увеличаване на концентрацията на неравновесни носители. По време на процеса на инжектиране електрони и дупки, движещи се един към друг, се рекомбинират, освобождавайки енергия под формата на частица - фотон и квазичастица - фонон. Ето как възниква спонтанното излъчване, наблюдавано в светодиодите.

В случай на лазерен диод, вместо спонтанен, е необходимо да се стартира механизмът на стимулирано излъчване на фотони със същите параметри. За да направите това, от кристала се образува оптичен резонатор, преминавайки през който фотон с дадена честота принуждава електронните носители да се рекомбинират, което допринася за появата на нови фотони със същата поляризация и фаза. Те се наричат ​​кохерентни.

В този случай лазерното генериране е възможно само ако има прекалено голямо количество електронна медияна горното енергийно ниво, освободено в резултат на инжектиране. За да направите това, използвайте ток на помпа с такава сила, че да предизвика инверсия на електронните популации. Това явление означава състояние, при което Най-високо нивомного по-населен с електрони от долния. В резултат на това се стимулира излъчването на кохерентни фотони.

Освен това такива фотони многократно се отразяват от краищата на оптичния резонатор, задействайки стартирането на положителна обратна връзка. Това явление има лавинообразен характер, в резултат на което се ражда лазерен лъч. По този начин създаването на всеки оптичен генератор, включително лазерен диод, изисква изпълнението на две условия:

• наличие на кохерентни фотони;
• организация на положителна оптична обратна връзка (POF).

За да се предотврати разсейването на образувания лъч поради дифракция, устройството е оборудвано със събирателна леща. Видът на инсталирания обектив зависи от вида на лазера.

Видове лазерни диоди

През годините на развитие устройството с лазерен диод е претърпяло много промени. Дизайнът му е подобрен, до голяма степен благодарение на появата на високотехнологично оборудване. Най-висока прецизностлегирането и полирането на полупроводниковия кристал, както и създаването на хетероструктурен модел са фактори, които осигуряват висок коефициент на отражение на границата кристал-въздух и образуването на кохерентно излъчване.

Първият лазерен диод (диод с хомоструктура) имаше един p-n преход и можеше да работи изключително в импулсен режим поради бързото прегряване на кристала. Има само историческо значение и не се използва на практика.

Лазерен диод с двойна хетероструктура (DHS диод) се оказа по-ефективен. Неговият кристал се основава на две хетероструктури. Всяка хетероструктура е материал (галиев арсенид и алуминиев галиев арсенид) с ниска ширина на лентата, който е разположен между слоеве с по-голяма ширина на лентата. Предимството на DGS лазерния диод е значително увеличаване на концентрацията на носители с различна полярност в тънък слой, което значително ускорява проявата на положителна обратна връзка. В допълнение, отразяването на фотони от хетеропреходите води до намаляване на тяхната концентрация в областта с ниско усилване и следователно повишава ефективността на цялото устройство.

Лазерен диод с квантова яма е проектиран на принципа на GVD диод, но с по-тънка активна област. Това означава, че елементарните частици, попадайки в такава потенциална яма, започват да се движат в същата равнина. Ефектът на квантуване в този случай замества потенциалната бариера и служи като генератор на излъчване.

Недостатъчна ефективност на задържане светлинен потокв диодите GVD доведе до създаването на хетероструктурен лазер с отделно ограничаване. При този модел кристалът е допълнително покрит със слой материал от всяка страна. Въпреки по-ниския индекс на пречупване на тези слоеве, те уверено задържат частици, действайки като световод. SCH технологията заема водеща позиция в производството на диодни лазери.

Лазерен диод с разпределени обратна връзка(ROS) е част от оптичното оборудване в областта на изграждането на телекомуникационни системи. Дължината на вълната на DFB лазера е постоянна, което се постига чрез нанасяне на напречен прорез върху полупроводника в областта на pn прехода. Прорезът изпълнява функцията на дифракционна решетка, като по този начин връща фотони само с една (определена) дължина на вълната към резонатора. Тези кохерентни фотони участват в усилването.

Повърхностно излъчващ лазерен диод с вертикален резонатор или вертикално излъчващ лазер VCSEL, за разлика от обсъдените по-рано устройства, излъчва лъч светлина, перпендикулярен на повърхността на кристала. Дизайнът на VCSEL се основава на метода за използване на вертикални оптични микрокухини с огледала, както и постигане на техники за GVD и квантови кладенци. Предимството на технологията VCSEL е температурна и радиационна стабилност, възможност за групово производство на кристали и тяхното тестване директно на етапа на производство.

Модификация на VCSEL е VCSEL с външен резонатор (VECSEL). И двата лазерни диода са позиционирани като високоскоростни устройства с възможност за бъдещо предаване на данни със скорост до 25 Gbit/s чрез оптични комуникации.

Видове случаи

Популяризирането на лазерните диоди принуди производителите да разработват самостоятелно нови видове опаковки. Като се има предвид тяхната специфична цел, компаниите произвеждат все повече и повече нови видове защита и охлаждане на кристала, което доведе до липса на унификация. Понастоящем няма международни стандарти, регулиращи пакетите с лазерни диоди.
Опитва се да възстанови реда големи производителисключват споразумение помежду си за обединяване на сгради. Въпреки това, преди практическото използване на неизвестен лазерен диод, винаги трябва да изясните предназначението на щифтовете и дължината на вълната на излъчването, независимо от познатия тип опаковка. Сред полупроводниковите лазери, произведени в търговската мрежа, най-често срещаните са два вида със следните пакети.
1 Устройства с отворен оптичен канал:

• TO-can (транзисторна кутия с метална кутия). Корпусът е изработен от метал и се използва при производството на транзистори;
• C-монтиране;
• D-монтиране.

2 устройства с оптичен изход:

• DIL (Dual-In-Line);
• DBUT (двойна пеперуда);
• SBUT (единична пеперуда).

Приложение

Всеки тип лазерен диод намира практическа употреба, с оглед на техните уникални черти. Цената на пробите с ниска мощност е намаляла значително, както се вижда от използването им в детски играчки и показалки. Те са оборудвани с лазерни далекомерни ролетки, което позволява на един човек да измерва разстояния и свързаните с тях изчисления. Червените лазери се използват за работа с баркод четци, компютърни клавиатури и DVD плейъри. Някои видове се използват в научни изследвания и за изпомпване на други лазери. Лазерните диоди са най-търсени за предаване на данни в оптични мрежи. Новите модели VCSEL предлагат скорости от 10 Gbps, отваряйки се допълнителни функцииза набор от телекомуникационни услуги, включително:

• допринасят за увеличаване на скоростта на интернет;
• подобряване на телефонните и видео комуникации;
• подобряване на качеството на телевизионното приемане.

Подобряването на лазерния диод доведе до увеличен експлоатационен живот, който сега е сравним със средното време между отказите на светодиодите. Намаляването на тока на помпата повишава надеждността на устройствата и техният принос за развитието на техническия прогрес е не по-малък от този на другите електронни компоненти.