ДонНТУ > Портал магистров ДонНТУ || Об авторе


Магистр ДонНТУ Губка Юрий Александрович

Губка Юрий Александрович

Факультет компьютерных информационных технологий и автоматики

Специальность: Автоматизированное управление технологическими процессами

 




Опыт создания мощного лазера из подручных средств

       Лазер... Очень многие про него слышали. А кое – кто даже видел, хотя бы на фотографиях. Ну и что? Ничего интересного: трубка или коробочка, а из неё выходит тоненький лучик, иногда зелёный или синий, чаще – красный. Фонарь и фонарь, ничего особенного. Есть ли о чём тут говорить? Оказывается, есть. И фонарь этот не простой, и луч тоже не обыкновенный. Он может вылечить надвигающуюся слепоту и на лету поразить вражеский самолет, мгновенно просверлить отверстие в алмазе и раскроить шелковую тончайшую ткань. Он безболезненно заменяет сверло в стоматологическом кабинете, создаёт голографические эффекты, рассекает человеческую плоть без пролития крови и много другого присуще этому фантастическому лучу.
       Что же такое – лазерное излучение? Излучение лазера, как и любой другой свет – это электромагнитное монохроматическое излучение (все фотоны имеют одинаковую длину волны, частоту и энергию), причем когерентное (когда все фотоны являются синфазными как во времени, так и в пространстве) и коллимированное (все лучи в пучке почти параллельны друг другу). Сам спектр лазерного излучения находится от 150 до 10000 нм, т.е. от “жёсткого” ультрафиолета до инфракрасного (теплового) света.
       В случае лазерных диодов, используемых в приводах CD/DVD, их излучение может иметь следующие длины:
a)   инфракрасное
    -   780, 808, 850 нм (в CD-RW и Combo- приводах)
б)   красное
    -   630-670 нм (в DVD-RW)
в)  сине-фиолетовое
    -   405нм (в высокоскоростных DVD-RW)
        В зависимости от силы воздействия лазерное излучение распределено на несколько классов, по предельным значениям интенсивности облучения лазером и её опасности для глаз и кожи. Вот эти самые предельные значения и определяют класс лазера и регулируются международным стандартом EN60825-IСама идея использовать лазерный диод из привода CD/DVD не нова и до сих пор ее реализация сдерживалась лишь дороговизной самих приводов. Но как и для любой техники износ их неизбежен, да и прогресс не стоит на месте: CD приводы постепенно уступили место DVD, DVD завоевывает все большие скорости и уже уступает Blu-ray. И у каждого пользователя такой техники рано или поздно появляется изношенный “девайс”, который продать уже нельзя, а выкидывать жалко.
       Сейчас на примере сбора одной из моделей лазера мы попытаемся разобрать его строение.
       Для начала вам понадобится неисправный DVD-RW (с неисправной механикой а не лазером). Хотя ломать можно не каждый DVD, к примеру Samsung вообще не подходят, там диоды бескорпусные и кристалл у него ничем не защищён, выводится из строя простым прикосновением к торцу.. Лучше всего подходит LG, только у разных приводов разные по мощности диоды. При этом многие приводы отличаются строением оптической каретки, но в принципе у них есть одно и тоже, то что нам надо). Мощный ИК и мощный красный лазерный диод.
       Мощностьлазерного диода, установленного в приводе можно примерно определить из того, на какой скорости записи способен работать привод. Соответственно чем выше скорость, тем мощнее диод.
       Где можно взять привод? Можно поспрашиать  знакомых  может у кого завалялся или на радиорынке у продавцов, торгующих компьютерным барахлом. Я получал приводы и от друзей и так сам искал на рынке).

       Далее берём отвертку и выкручиваем шурупы по краям корпуса.

       Снимаем крышку и видем оптическую часть, подвешенную на двух осях. Осторожно извлекаем из корпуса привода головку.

       Далее выкручиваем болты, которые крепят охлаждающую пластину на головке. Снимаем её и видим оптическую систему из зеркал линз и прочего. Тут же покаятся два диода: один ИК другой красный. (см рис)

       У ИК лазера впереди стоит маленькая линзочка. Извлекаем из общего радиатора красный диод. Делать это стоит с антистатическим браслетом. Наилучший вариант – это старый проверенный способ работы с “полевиками”: обмотать выводы проводом без изоляции и не снимать его до монтажа в схему и включения. После извлечения желательно вынуть диод из родного радиатора.
       Теперь позаботимся о питании. Лазерный диод питается током а не напряжением. Поэтому нам нужно создать стабилизатор или драйвер тока, который будет ограничивать ток лд и поддерживать его на заданном уровне. Существует различное кол-во драйверов, но я опишу ток два.
        1) Ограничение тока резистором.

        Cопротивление резистора определяется экспериментально, по току через ЛД. Cтоит остановиться на 200мА для 16х, дальше риск спалить больше. хотя мой ЛД и на 300мА работал прекрасно. для питания подойдут три любых аккумулятора на нужную емкость. также удобно использовать аккумулятор от мобильного телефона(любого). Я лично брал сопротивление 3 Ом. Конденсатор, любой электролит ёмкостью не менее 20 мкФ, керамика тоже любая ёмкостью 1-1000пФ.
       Достоинства: простая конструкция, высокая надежность.
       Недостатки: ток через ЛД постепенно падает. И толком не понятно когда конструкцию пора подзаряжать. Использование трех аккумуляторов усложняет конструкцию и неудобна зарядка.
       Данную схему удобно размещать в китайском фанарике, где стоит батарея из трех ААА(мизинчиковых) батареек.
        2) Следующий драйвер более продвинутый, созданный INFERIONом, участником сайта о лазерах Lasers.org.ru

       Это драйвер на микросхеме NCP1529. КПД 85%,макс ток 800мА.
       Номиналы резисторов указаны красным цветом для красного лд, чёрным - для ик-лд. Всё это монтируется на маленькой платке smd-компонентами. Этот драйвер у меня находится в разработке, поэтому я представлю вам готовую конструкцию лазера по 1 варианту, т. е. ограничение тока резистором.
       Лазер выполнен в корпусе миниатюрного фонарика. ЛД-опен кан (без крышки, или открытого типа). Ток -160-180мА. Выбран небольшим для безопасности (изначально я не стремился что-либо прожигать или зажигать). Коллиматор из китайской лаз указки за 10грн. Аккумулятор Li-ion за 45грн, купленный на радиорынке (самая дорогая часть лазера). Из фонарика извлечёны внутренности и вставлен коллиматор с посаженным в него диодом.
       На той же платке фонарика смонтированы элементы схемы. Вот фото готовой головы: (девайс изготавл. до создания сайта)
Аккумулятор:


        Собираем всё до кучи. Вот что получилось:

Фото лазера в работе:

ИТОГ


       Вот так из подручных средств мы и получили лазер. Причём он в 10 раз ярче светит китайского и гораздо мощней. Конечно, возможности такого карманного лазера не идут ни в какое сравнение с промышленными установками, но уже являются ”поражающими” в прямом смысле этого слова и ее врядли уже можно назвать просто опасной ”игрушкой”, хоть и крайне интересной.
Полезные ссылки:
  1. http://www.lasers.org.ru.html

    Первый российский сайт о лазерах и лазерных указках.

  2. http://forum.k0d.cc/showthread.php?t=8138

    Форум электроники.

  3. http://forum.tlt.ru/index.php?topic=245835.0

    Мощный лазер из пишущего привода.

  4. http://clubstyle.ucoz.ru/publ/1-1-0-2

    Зеленые лазерные указки. Описание,строение.


  5. ДонНТУ > Портал магистров ДонНТУ || Об авторе