Как построить лазерную установку

Режущие лазеры уже используются правительством США; в случае ракетно-ядерного удара, самолет, снаряженный таким лазером, теоретически, может разрушить снаряд. Вот как можно построить такой лазер.

Шаги

1. 1 Выберите тип лазера, который вы хотите. Есть много вариантов CO2 лазера. С медленным потоком, быстрым потоком и пульсирующий (который также может быть с медленным и быстрым потоком). Тип лазера, который вы сможете построить дома ― с незатухающей волной медленного потока. Даже лазер с медленным потоком обойдется вам недешево, даже если вы лучший ловкач. Одни зеркала будут стоить по 200$ за каждое. Подходящие вакуумные насосы обойдутся в 300-400$. Трубки, машинная работа и работа со стеклом также стоит недешево, только если вы не сделаете это самостоятельно. Неоновые преобразователи на 30-60 входов также дороги, но вы можете подыскать бывшие в употреблении намного дешевле. Аренда газового баллона и сам газ достаточно дороги. Несмотря ни на что, лазер можно сделать самому, и вас запомнят как парня/девушку, построивших лазер, который может зажигать вещи через комнату.
2. 2 Вам понадобится газ для лазера. Для обычного самодельного лазера, известного как лазер с медленным потоком, вам нужен только примерно 4-5% CO2, 14-15% N2 и гелиевый балансир. В коммерческих высокомощных лазерах используется больший уровень CO2 для увеличения их мощности. Это срабатывает для таких лазеров, так как они прокачивают газ через трубу на большой скорости и охлаждают его снаружи. .Для рециркуляции газа в промышленных лазерах обычно используются нагнетатели типа Рутс. Лазерный газ ― приготовленный заранее высококалорийный газ, смеси для медленного потока, как правило, отличаются по составу от смесей для быстрого потока, так что попросите приготовить подходящую смесь для ваших нужд. Когда начинаете работу над лазером, перво-наперво решите вопрос с высококалорийным газом. Со всеми возможными компонентами, используемыми для смешивания газов, это может стать проблемой для вас. Автор использовал промышленную газовую смесь из 3.5% Co2, 15% N2 и гелиевого балансира. Эта смесь не идеальна, но она работает и она значительно дешевле, чем индивидуальная заправка.
3. 3 Затем вам понадобится стеклянная труба. Вы заполните эту трубку лазерным газом и затем высосите его пылесосом примерно на 10-30 торрах, а для этого вам понадобится вакуумный насос хорошего качества. Чем быстрее насос сможет втягивать газ, который вы в него помещаете и поддерживать давление в 10-30 торр, тем больше мощности вы извлечете из лазера. Автор использовал пластинчатый насос, и он хорошо отработал.
4. 4 Стекло неоновых вывесок ― это, как правило, витражное стекло, и оно не подходит для CO2 лазера. Если вы хотите построить лазер, раскошельтесь и купите боросиликатное стекло, которое не треснет от термического шока, в магазине для стекольщиков. Или даже лучше закажите у стекольщиков сделать охлаждающую камеру вокруг него с соединениями из матового стекла для подсоединения к оправе зеркала. Использование стеклянных камер и охлаждающего кожуха со стеклянными соединительными муфтами сэкономит вам много времени и возможно денег, если охлаждающая камера отделена от зеркальной установки, вы получите больше проблем. Электричество под этим напряжением пройдет через охлаждающую воду, а не через трубку, без проблем.
5. 5 Для лазера необходим источник электронов, вы можете использовать трансформатор неоновых вывесок или пару параллельно подключенных сигнальных преобразователей для генерации мощности. Если вы стремитесь к мощности в 100W, ожидайте примерно 10% эффективности и купите источник энергии в 1Kw. Чтобы дуга была под напряжением, вам нужно использовать примерно 15kV на 1.2 метра нагнетательной трубы. Если вы строите меньший лазер, вы можете остановиться на 12kV. Использование DC мощности предпочтительнее, так при использовании AC мощности выходное излучение лазера будет пульсировать при 60Hz. Попробуйте взять лист бумаги и быстро провести ним через луч, при этом вы увидите точки, так как волны при AC увеличиваются и уменьшаются. Если вы хотите запустить DC, вам нужно купить высоковольтный выпрямитель и емкостный фильтр, которые обойдутся вам достаточно дорого.
6. 6 Вам понадобятся лазерные зеркала, чтобы сделать эту работу. CO2 лазеры выпускают свет в 10,600 мкм, который относится к инфракрасному сектору и невидим для человеческого глаза. Эта длина волны не проходит через стекло, воду и непрозрачные материалы. В CO2 лазере есть два зеркала: заднее, которое называется полностью отражающим зеркалом и выходное зеркало. Полностью отражающее зеркало отразит весь свет, который на него попадет, обычно его делают из меди или серебра. Выходное зеркало делают из особых материалов, обычно из цинк селенида (ZnSe), очень прозрачного для CO2 длины волны. Это зеркало частично покрыто отражающим покрытием, так что 75% света отразится и 25% поглотится. Это отражение света туда и назад и делает эффект лазера (аббр. Light Amplified by Stimulated Emission of Radiation ― Усиление света индуцированным излучением) для получения мощности.
7. 7 Вам понадобится система охлаждения. Возьмите немного жидкого азота и медных труб. Если вы не можете найти жидкий азот, вполне можно использовать холодную водопроводную воду, если вы поддерживаете лазер в довольно низких температурах.
8. 8 Присоедините источник жидкого азота и прокачайте его через трубы.
9. 9 Помините: для большинства лазеров, которые вы можете построить в домашних условиях, и даже для промышленных высокомощных лазеров не используют жидкий азот по многим причинам. Затраты, перепад температуры между стеклом и плазмой может стать причиной трещин в трубах без надлежащего ухода, также с ним просто опасно работать, не говоря уже о том, что самый эффективный 20% жидкий азот бурно вскипает даже при высокочастотном потоке. Большинство лазеров охлаждают холодной водой, рециркулирующей через насос и радиатор. Большинство высокомощных лазеров, которые называют лазерами с быстрой прокачкой, рециркулируют газ через разрядную трубку и охлаждают его снаружи трубки в теплообменнике. CO2 лазеры лучше работают при прохладной температуре плазмы, так что чем холоднее ваш газ, тем большую мощность вы получаете и тем сильнее будет луч.
10. 10 Вам нужно будет установить ваш лазер, и это может быть достаточно весело в первый раз. Вам понадобится диодный лазер, лента и немного терпения. Чтобы выравнять лазер, вам нужно поставить на место выходное зеркало и снять полностью отражающее зеркало. Выравняйте диод, чтобы он проходил прямо через центр трубки параллельно лазерному отверстию. У диодного лазера должен быть кусочек ленты по пути его следования с небольшой дырочкой в ленте. Вам нужно подправить выходное зеркало, так что отражение с выходного зеркала ленты должно возвращаться прямо на его источник. Как только вы выравняете выходное зеркало, установите полностью отражающее зеркало и выравнивайте его, пока не увидите, что колечки стали в линию. Колечки будут видны, так как это зеркало обычно вогнутое. Автор для своего проекта использовал 10M фокусное расстояние. Идеальное фокусное расстояние должно базироваться на длине трубы и размеру диаметра. Для этого есть специальный калькулятор в Интернете.
11. 11 Запустите лазер. Вы должны увидеть, как что-то впереди лазера разгорается. В первый раз, кода автор запускал свой лазер, ничего не загорелось. Даже после выравнивания вам необходимо точно настроить зеркала, чтобы у вас получилось. Воспользуйтесь фокусирующим зеркалом, расположенном на правильном расстоянии (основном фокусе) от куска угля. Уголь загорается быстро даже при невысокой температуре. Фокусирующая линза направит мощность, так что вы сможете понять, правильно ли все сделали. К сожалению, если у вас нет камеры, улавливающей инфракрасные излучения, вам придется поджечь что-либо, чтобы понять, работает ли лазер.
12. 12 Как только вы получите лазерный луч и настроите зеркала на максимальную яркость, вы можете переходить от угля к другим вещам, которые сможете поджигать. Уголь горел так ярко, что автору потребовались сварочные очки для защиты глаз.

Советы

• Вы можете экспериментировать с разными уровнями мощности и газами.
• CO2 пульсирующий лазер может выдерживать уровень мощности в гигаваттах.

Предупреждения

• Важнее всего, если кто-то станет перед лазерным лучом, на коже появятся ожоги от него. Убедитесь, что люди и животные стоят за лазером и что у вас достаточная защита от излучений в комнате, чтобы луч не продолжился и никого не ранил.
• В этом проекте используются сверхвысокое DC или AC напряжение, которое может убить вас за долю секунды. Луч CO2 лазера не пройдет через чистые защитные очки в любых лазерах до 100W, линзы быстро сгорят, так что не стойте перед ним. Всегда надевайте защитные очки и не касайтесь лазера, когда он подключен. Если вы построили один из таких лазеров, вам нужно поставить в конце зеркала, подключенные к сети, воспользуйтесь специальными инструментами, предусмотренными для работы под напряжением, и только если у вас специально предусмотренные для этого зеркала. Не делайте из себя проводник тока.
• Лазерные газы могут привести к удушью, если включать лазер в закрытом помещении, так что включайте насос снаружи и включите вентилятор.
• Лазерный луч инфракрасный, так что он невидим.
• Радиация, выпускаемая лазерным лучом, очень вредна для глаз. Вам понадобятся специальные защитные очки. CO2 лазеры не повредят вашу сетчатку, но обожгут глаз, в зависимости от мощности и фокусировки, вы можете заметить тепло перед тем, как появится ожог, если вы счастливчик.
• Вам стоит установить выключатель.
• Перед лазером ничего не должно быть, если вы не хотите что-то повредить.