Итак начнем:

Вступление

Полное название современных полупроводниковых лазеров: «полупроводниковые инжекционные гетеролазеры». Сюда входят:

- лазерные диоды и линейки на их основе, в том числе с фотодиодами обратной связи импульсного или непрерывного режима работы с выводом излучения непосредственно, или через волокно, или через интегратор;

- излучатели лазеров импульсного режима работы, представляющие собой импульсный трансформатор тока с лазерным диодом во вторичной обмотке;

- собственно лазеры, представляющие собой интегральный драйвер, нагрузкой которого является лазерный диод. Для импульсного режима работы — это генератор импульсов тока накачки. Для непрерывного режима работы это генератор постоянного тока.

Лазерный диод имеет вольт-амперную характеристику диодного типа, но «построен» не на обычном p-n переходе, как первые гомо-лазеры, а на гетеропереходах, которые выполняют функции:

- эмиттеров для носителей заряда, одновременно локализуя их в активной области;

- оптического волновода для излучения.

Как это работает:

Ток накачки создаёт инверсную населённость носителей заряда в энергетических зонах полупроводниковового материала активной области:

- электронов — в зоне проводимости;

- дырок — в валентной зоне.

Процесс их рекомбинации начинается спонтанно, возможно с одной единственной пары. Но фотон, родившийся при этом, многократно проходит через оптический резонатор, образованный зеркалами активной области, буквально обрушивая электроны в валентную зону, где и происходит рекомбинация, которая носит лавинный характер, когда все рекомбинирующие пары одновременно, т.е. с одной фазой, рождают фотоны. Эти фотоны также многократно проходят через оптический резонатор, создавая таким образом положительную обратную связь, являющуюся непременным условием генерации. По сути лазеры правильнее называть оптическими квантовыми генераторами, т.к. они не усиливают свет (light amplification …), а генерируют его. Усилением света занимаются суперлюминесцентные светодиоды.

Лазерные структуры, из которых в последствии изготавливаются лазерные кристаллы, выращивают различными методами эпитаксии, как правило на подложках n-типа. Профиль будущих кристаллов формируется различными методами:

- фотолитографией;

- пиролизом;

- протонной бомбардировкой.

Омические контакты и припои наносятся на эпитаксиальную пластину ещё до её разделения на кристаллы.

Зеркала оптических резонаторов не шлифуют и не полируют, а получают методом скалывания по плоскостям естественного скалывания, которые есть в любом монокристалле. Для того, чтобы зеркала были строго перпендикулярны к слоям лазерной структуры, монокристалл ориентируют перед резкой на подложки по кристаллографическим направлениям с помощью рентгеновских лучей.

Излучение с заднего зеркала если и используется, то для фотодиода обратной связи. В других случаях на него напыляют отражающие покрытия.

Для облегчения выхода излучения с переднего зеркала на него напыляют просветляющие плёнки.

Типы корпусов лазерных диодов можно посмотреть ТУТ

Красные (длина волны около 650нм) и инфракрасные (ИК) (780нм) диоды можно достать из пишущих DVD приводов. Так же можно использовать и пишущие CD приводы (в них есть только мощный ИК), или DVD Combo.

Список приводов содержащих подходящий для конструирования лазера можно посмотреть ТУТ В таблице далеко не все приводы которые подойдут.

Обратите внимание на колонку №4 в таблице там указана скорость записи и ток которым нужно питать диоды, чем эти показатели выше, тем ярче будет светить диод (выше мощность). Опять же, если вы достали ЛД из привода, которого нет в списке, ориентируйтесь примерно так: для диода из дисковода со скоростью записи 16х желательно не подавать больше 250-260мА, для 18х — 300-350мА, 20-22х — 400-500мА, и пожалуйста опубликуйте етот привод в соответсвующей теме.

Как правильно извлечь диод из привода надете ТУТ

Фиолетовый (405нм) диод вы найдете в Blue-Ray приводах.

Чтобы получить синий (445нм) лучше всего поучаствовать в Груповых закупках

Инфракрасные 808нм диоды вы можете приобрести в МАГАЗИНЕ (их как правило используют в зеленых лазерах для накачки склейки кристаллов)

Лазеры с другими длинами волн излучения построены по технологии DPSS. Что расшифровывается как Твердотельный Лазер с Диодной Накачкой, т.е нужную длину волны излучает активный элемент, который в свою очередь накачивается ЛД. Желтых лазерных диодов пока не встречалось, зеленые в природе существуют но стоят космических денег. — спасибо за правку nERVу.

Пример. Как работает зеленый(532нм) DPSS лазер:

В составе установке находятся такие компоненты, как ИК ЛД 808нм, кристалл вандата иттрия, кристалл KTP, зеркала. Кристаллы находятся в «едином» резонаторе, т.е между зеркалами с различной пропускающей и отражающей способностью для разных длин волн.

Ик излучение с длиной волны 808нм от мощного ЛД проходя через зеркало резонатора вызывает генерацию излучения с длиной волны 1064нм в кристалле вандата иттрия легированного ионами неодима. В свою очередь это излучение проходя через кристалл КТР удваивается, проходит через выходное зеркало и мы видим зеленый лазерный луч.

Желтое, синее, голубое излучение получают примерно также, но с другими кристалами и зеркалами. КПД преобразования оптической мощности такого метода составляет около 20%.

Тоесть для того чтобы получить зеленый лазер 100 миливатт нужно 500 мВт ИК диода. Следует вывод что в лазере ручке попросту не может функционировать зелень более 100мВт. Не лоханитесь при покупке!

До недавнего времени мощные синие лазеры были построены таким же способом, пока в дело не вмешалась компания CASIO с новыми проэкторами А140 и подобными где находятся диоды 445нм 1000 мВт.

Собираем лазер

Ну диод у нас уже есть, дальше собираем драйвер.

Драйвер — это электронная схема, которая контролирует питание диода, без нее он сгорит, отсутствие ее даже не обсуждается!

Читать в первую очередь ЭТО

Самый простой найдете ТУТ

Более сложные ТУТ

Лазерный диод не светит прямым пучком, он светит конусом и его надо фокусировать, а фокусировать нужно коллиматором, как по мне идеальный выбор модули AIXIZ, сразу получаете и коллиматор и примитивное охлаждение в одном флаконе. Купить можноТУТ

Но также можно использовать линзы из DVD для фокусирования на небольшем растоянии. А призмочки для разных экспериментов. Но будте предельно аккуратны — вы не можете быть полностью уверены в том что посветив в призму луч не отразится вам в глаз, что грозит слепотой!

Если же вы собрались делать монстра 1Вт и более, нужно подумать про охлажнение.

Давайте посчитаем: Напряжение 4.2 В Ток около 1.1 А

4.2Х1.1=4.6 Вт, а луч ~1 Вт А куда делось еще 3.6 Вт? А они ушли на нагрев. Температура губительна для диода, кроме того чем выше температура тем ниже мощность, поэтому тепло надо отводить. Идем на радиорынок и покупаем подержанный радиатор для процесора сверлим в нем дырку под AIXIZ, впрессовываем туда модуль предварительно смазав его термопастой. И вообще советую перечитать вот Эту тему.

А также не эксплуатируйте лазер на морозе! Так как при низкой температуре мощность лазера ростет и может стать критической, тогда лазерный диод сгорит.

В конце хочу добавить:

Если вы делаете лазер на продажу для начала перечитайте эту тему, реальная история которая случилась со мной. Сложившаяся ситуация стояла мне кучи нервов и здоровья не вчем не повинного человека. Мне очень повезло, что я так отделался, реально все могло кончится небом в клеточку друзьями в полосочку, занесением судимости в личное дело, а как следствие невозможностью нейдти нормальную роботу и испорченной жизнью. Подумайте дважды.

А дальше все упирается в вашу фантазию, так что дерзайте!

Внимание! Лазер опасен для зрения! Купите защитные очки! Но всеравно дерзайте!

Вопрос: Я не вижу инфракрасного лазера, а если не вижу то он безопасен, так ведь?

Ответ: Нет! Смотрите следующий вопрос!

Вопрос: Сейчас очень сильно обжог правый глаз инфракрасным лазером. Теперь постоянно вижу световое пятно в глазу в форме трёх точек (жирная точка в ценре и тонкие по краям). Если завтра к утру не пройдёт(скорей всего не пройдёт), пойду к врачу. Да, вот такой я дебил, что не защитил глаза. Не будьте такими же — купите или сделайте очки, потому что новые глаза вы себе уж точно не найдёте!

Ответ: Первое, что надо сделать после попадания лазерного луча в глаз это обраться к врачу! Необходимо немедленно поехать в глазную клинику, врач осмотрит ваш глаз и выпишет нужные лекарства. Сетчатка уже была повреждена на всю жизнь, это точно. Возможно дальнейшее отслоение и разрыв сетчатки, так что если не поедете к врачу можно не только зрение потерять но и получить воспаление тканей!

Помню на каком-то форуме(возможно даже и на этом, давно это было) один парнишка тоже самодельным лазером себе засветил, и разумеется, по закону жанра к врачу не обратился… Догадались что щас будет?) Короче, глаз от ожога воспалился, причём серьёзно, ибо воспаление шло изнутри, в общем когда он осознал и созрел(видимо от боли или от полной потери зрения) было настолько поздно, что глаз в итоге пришлось ампутировать… Ох и кипиш помню он поднял на том форуме…

Да уж сильно запугали мы вас. Но есть и хорошая сторона — в самом благополучном случае ваше черное пятно мозг будет обрабатывать и через неделю это пятно станет незаметным, но от этого оно никуда не исчезнет с сетчатки, и без вердикта врача нельзя ничего сказать.

Вопрос: Какие очки лучше купить? Подойдет светофильтр? Самодельные очки?

Ответ: Лучше всего конечно же купить специализированные очки со степенью защиты не ниже OD4. Эти очки гарантированно защитят вас от лазерного излучения. Также стоит не забывать о том что для каждого лазера нужны свои очки! При покупке очков узнавайте длинну волны! Для красных лазеров она обычно 660нм, для зеленых 532нм, для фиолетовых 405нм. Так что покупая очки для зеленого лазера вы скорее всего выберете очки с защитой от 190-540нм.

Светофильтры могут помочь, но они сильно затемняют все цвета, что делает их не очень полезными в плане того, что все станет слишком темным. В то же время можно найти специальные светофильтры, которые используются в очках и сделать свои самодельные очки.

Вопрос: Когда я свечу красным лазером на руку то ничего не ощущаю а когда синим то получаю ожег — значит ли это что красный лазер безопаснее в том числе и для зрения?

Ответ: Нет! Каждый лазер имеет свою длинну волны и тип воздействия на кожу и глаза. Например красный лазер(~660нм) больше воздействует на сетчатку и от него можно очень легко получить «черную точку» в глазу. Зеленый лазер(532нм) обладает похожим действием но в случае с ним, если используется китайская лазерная указка мощность воздействия увеличивается, так как там используется мощный инфракрасный диод до 1 ватта! Синие и фиолетовые лазеры больше воздействуют на роговицу, также они лучше прожигают кожу из за того что кожа хорошо поглащает волны в данном диапазоне.

Вопрос: Заметил, когда находишся возле красного лазера, когда он светит на что то и отражается(не весь луч, а только 1-10% от луча). После этого я вижу все как бы в черно белом фоне. Ну не прямо все, но заметно что цветность различие проподает. и через минут 1-10 нормально становиться..

Это опасно ?

Ответ: В глазу сенсор химический, то есть вырабатывается вещество, которое под действием света распадается, на продукты распада и реагирует нерв. Восстановление вещества идёт постоянно, как расход поэтому система находится в динамическом равновесии.

Когда ты смотришь на яркий свет, равновесие сбивается, падает чувствительность (отсюда засветы на сетчатке от солнца и лампочек).

Когда ты смотришь на рассеянный лазер получается то же самое, только засвет большой, практически на всё поле зрения. Плюс выгорает активное вещество отвечающее только за красный свет, отсюда глюки с цветами. Красный может казаться серым, в то время как зелёный скорее всего пройдёт без искажений.

Насчёт опасности, любой перегруз не желателен, а в целом не страшнее чем на солнце смотреть.

Вопрос: В лампе накаивания 100 ватт — освещение в квартире, а в лазере всего 0,3 ватта — так о какой опасности такого лазера вы говорите мошьность мизерная…

Ответ: В отличии от ламп накаливания лазер имеет когерентный, высоко сконцентрированный луч, который бьет в одном направлении и при этом хорошо сфокусирован. Можно провести аналогию с металлическим шаром весом 1кг и острым лезвием ножа. Нож легкий и легко режет, а шаром сколько не пытайся не нарежешь колбасу.

Вопрос: На какие поверхности можно светить лазером а на какие какие поверхности нельзя?

Ответ: Скажем на какие нельзя: это любые блестящие поверхности, глянец, стекло, воду, все белые, особенно глянцевые поверхности, а сильнее всего отражают зеркала!

Вопрос: Опасны ли дешевые китайские лазерные указки, которые можно купить в ларьке? Могут ли они испортить зрение?

Ответ: Хочу развеять легенду, что маломощные лазеры безопасны для зрения. Во первых, пятно лазера зрачком фокусируется в очень маленькую точку, поэтому плотность мощности получается большой. Во вторых, для повреждения чувствительных элементов глаза совершенно не обязательно термическое воздействие луча (при нём просто повреждения будут ещё хуже). Зрение работает на принципе обратимых изменений в зрительных пигментах родопсине и йодопсине. Так вот даже маломощный лазер может сделать эти изменения необратимыми, хотя даже не нагреет сетчатку глаза.

Вопрос: Опасна ли для кошки китайская лазерная указка на 0,5 … 1 mW? На некоторых форумах читал, что у многих хозяев кошек были лазерные указки для игры с кошками, но потом некоторые из хозяев выкинули указки, считая, что они могут быть опасны для зрения кошек, если луч случайно попадёт в глаза животному. А что думаете вы по этому поводу?

Ответ: Дык у кошки же не спросишь… Но судя по поведению, 4-5мВт оставляют заметный след в жизни кошки. Если до того она хотела играться и поймать зайчик, то теперь она уже знает, как выглядит лазерная указка, и если взять ЛУ в руки — кошка с пробуксовкой по паркету уносится из комнаты, снося всё по дороге. Да и на предметы после этого смотрит как-то по-другому. Это один деятель так со своей кошкой поигрался…

И на последок что происходит если вы сильно провредили глаз:

1) раз в день осматривают глаз, когда светят в него то больно из за повреждений.

2) ежедневно закапывают какую то гадость от которой глаз щипет и слезиться (противомикробное и противовоспалительные средства)

3) ежедневные уколы в глаз, в первый день делали укол какой то дряни я думал больно пока не стали колоть курс какой то другой — от которой потом лежишь минут 20 с чувством что по башке чем то въехали не слабо, и немела губа со стороны глаза, в общем малоприятно.

4) Ежедневные уколы хлорида кальцыя внутремышечно по курсу 4-6-8-10 кубиков плавно повышая дозу — первый день 4 кубика, второй 6 третий -8 и дальше с 4ртого по 10 кубиков в зад ежедневно… приятного тоже мало хотя это комариный укус (хоть и 10 кубиков) по сравнению с уколом в глаз.

 

Ну и стандартно кровь из вены, из пальца, моча.

А еще палаты со старперами которых днем кормили гороховым супом… это незабываемо… хорошо лето было, окна открывали на ночь… на комаров всем было посрать, они и не сильно то залетали в эту газовую камеру… Дольница имени Семашко находится в городском парке, рядом пруд и болото — поверьте — комаров в парке не мало…

Также в качестве дополнения, вот некоторые  адреса глазных клиник в России и Украине:

Москва:

1. ФГУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. академика Святослава Фёдорова

127486, Москва, Бескудниковский бульвар, дом 59А

E-mail: info@mntk.ru

Тел.: (499) 906-50-01

Часы работы: 8:30 — 17:00 (кроме выходных).

www.mntk.ru

Рязань:

1. Луч, центр микрохирургии глаза в Рязани

Рязань, ул.Семашко, д.3, к.9, каб.5(поликлиника Семашко)

27-64-24 администрация/директор 8.30-17.30

27-64-44 офтальмолог/подбор линз Пн-Сб

Киев:

1. Мир зрения

Ул. Отто Шмидта, 26-б

г.Киев, 04107, Украина

Тел./факс: (044) 593-77-88

www.porcelain.ua

2. Laser Vision

Ул. Пимоненка, 10-а

г.Киев, 04050, Украина

Тел.: 484-10-90, 223-24-35

e-mail: lazer-vision@mail.ru

Если у кого есть адреса клиник, которые не указаны в этом посте, пожалуйста напишите их в комментариях к этому посту

Драйвер лазерного диода (ЛД) это небольшая схема, которая задает режим питания лазера. она следит чтобы ток через ЛД не превышал выставленного уровня. Все дело в том, что ЛД полупроводниковый элемент, а значит жутко нелинейный… то есть ток ЛД возрастает не прямо пропорционально напряжению, а гораздо быстрее! именно поэтому стоит использовать стабилизаторы тока для питания лазерного диода.

Что ж, первый драйвер… не предел мечтаний конечно, но для первого раза сойдет!

Что мы видим? во-первых аккумулятор. это либо батарея от любого телефона, либо составленная из трех пальчиковых аккумуляторов. не путать с батарейками!!

потом кнопка.. собственно любая)))

резистор.. его сопротивление подбирается опытным путем в принципе для 16Х привода его сопротивление должно быть два Ома, тогда ток через ЛД будет примерно 250мА. резистор можно либо купить, либо найти на плате привода… частенько там бываю резисторы на 1Ом, соединив два последовательно имеем два Ома. если же такое значение тока вас не устраивает, придется подбирать резистор.. для это необходим амперметр, который подключается в разрыв плюсового провода аккумулятора и изменяя сопротивление подбираем требуемый ток.

Конденсатор на 100нФ.. это керамический конденсатор, если есть измеритель емкости можно найти и на плате привода! кстати если есть старые платы, можно поискать на них оранжевые круглые детальки с надписью 104, это и есть такой конденсатор.

Электролитический конденсатор на 2200мкФ.. конечно такая емкость это идеальный вариант, однако часто бывает достаточно и 100мкФ конденсатора на 6.3вольта. кстати напряжение может быть и 10В и 16 и 25! это не важно! ну и собственно сам ЛД! ЛД припаиваем в последнюю очередь с обмотанными проволокой ногами (помним про статику, ага?) когда монтаж закончен, проволоку снять! все, первый драйвер готов!

Итоги:

простейший драйвер не стабилизирует ток, он его только ограничивает.. а значит ваш лазер будет как фонарик, чем разреженнее аккумуляторы тем тусклее будет светить! а самое плохое что очень трудно понять когда именно аккумуляторы начинают садиться, ведь на глаз луч всегда яркий.. так что как только пакеты перестали плавиться пора на зарядку! Недостатки недостатками, зато драйвер очень простой и миниатюрный!

если есть вопросы, ждем вас на форуме!