Laser-y v kocke Možnosti

[kukurus]

LASER


Light
Amplification by
Stimulated
Emission of
Radiation

vo voľnom preklade niečo ako zosilovač svetelného žiarenia ktorý funguje na základe stimulovanej emisie

Ako vzniká laserove žiarenie
(skrátene)

základ je stimulovaná emisia,
ide o to že elektrón sa nachádza na hladine o nízkej energii, stabilnej hladine, na to aby prebehla stimulovaná emisia je potrebné aby sa elektrón dostal do excitovaného stavu (stav kedy je elektrón na vyššej energetickej hladine), tento proces sa nazýva absorbcia, teda na elektrón pôsobí fotón ktorý mu predá energiu a tým sa tento elektrón dostane do excitovaného stavu. Po absorbcii nastáva spontánna emisia, to poznáme pod pojmom florescencia, luminescencia. elektrón v excitovanom, vzbudenom stave vyžaruje energiu v podobe fotónu a tým sa presúva na hladinu o nižšej energii, teda naspäť (obrazne povedané) no toto všetko je síce pekné ale ešte stále nemáme laserové žiarenie,

takže potrebujeme dostať elektrón na takú hladinu aby na nej vydržal len veľmi krátko a hneď nato sa dostal do hladiny metastabilnej, teda nie úplne do základného stavu, v tejto metastabilnej hladine zostane elektrón relatívne dlho nato aby sme ho ožiarením prinútili vyžiariť fotón, teda už máme jeden fotón z elektrónu a jeden zo žiarenia ktorým sme elektrón prinútili prejsť do hladiny o najnižšej energii. Tým nám vzniklo Laserové žiarenie

toto je povedané veľmi veľmi skrátene, a zjednodušene, v skutočnosti to je trochu zložitejšie, všetky fotóny majú svoje špecifické energie u rôznych druhoch laserov.

Vlastnosti laserového lúča

- monochromatickosť - všetký fotóny majú rovnakú vlnovú dĺžku
- koherentnosť - fotóny sú vo fáze (môžeme ho zaostriť)
- smerovosť - schopnosť udržať si smer (pri dostatočnej intenzite je smerovosť až niekoľko km )

Druhy:

(iba pre zaujatejších)
Iónový laser - viditeľný laser, pracovné médium je Ar, Kr; využíva sa v oftalmológii, výkon 1-30W (prestava sa používať kôli vysokej cene)

Ar - modré, modro zelené svetlo
Kr - červenené svetlo


CO₂ - médium je CO₂; infra svetlo, využitie v chirurgii, výkon až 10 kW dokáže krásne rezať tkanivá a materiály ako teplý nôž máslom
používa sa v kombinácii z He-Ne laserom kôli viditeľnosti lúča, a steny a všetky sklenené predmety sú špeciálne povrchovo upravené kôli odrazu lúčov



Farbivový laser - médiom sú organické farbivá, využitie na terapiu nádorov, dosť dobra vecicka

Excimérový laser - médiom je zmes vzácneho plynu (Ar) a halový prvok (F), žiarenie je v UV oblasti, na opravu refrakčných chyb oka(krátkozrakosť, ďalekozrakosť)


Rozdelenie podľa trubíc (aby som vám priblížil, niečo ako HID, LED, Xenon.... pri svetlách)

1. elektromagnetické - zdroj energie, prúd fotónov -- rubíniový laser



2. elektrické - zdroj energie, letiace elektróny -- He-Ne laser


3. chemické - zdroj energie chemická reakcia (mam dojem že toto je ešte v plienkach) -- jódový laser
sorry vhodný obrázok som nenašiel

4. tepelné - nahrievanie atómov po dosiahnutie metastabilných hladín -- plynový alebo dynamický laser



no a teraz už konečne očakávaný hélium neónový laser

takže, pracovné médium je plynné, zmes plynov He (15%), Ne (85%)


1.sklenená trubica naplnená He a Ne
2.elektrický výboj v plyne
3.katóda
4.anóda
5.vyžiarená energia laseru
6.zdroj E
7.úplné odrazové zrkadlo
8.polopriepustné zrkadlo

Výkon by sa mal pohybovať od 1mW po 100 mW, lúč tohto lasera má vysokú stabilitu a nízku rozbiehavost, geodetické a telekomunikačné predurčenie, je najrozšírenejší z pomedzi laserov, má svetelný lúč o vlnoveých dĺžkach 633 nm (červená farba spektra) a 3391 nm (IR), podľa vhodne zvoleného filtra sa dá odfiltrovat nepotrebná vlnová dľžka a tak získať zelený alebo žltý alebo oranžový laser, výhoda je v tom že tieto trubice sú malé, a pomerne jednoduché.

Odrazivosť laserového lúča

-zrkadlový odraz - ak sú nerovnosti na povrchu väčšie ako samotný lúč kt. na tento povrch dopadá, hovoríme o zrkadlovom odraze
-difúzny odraz - opak zrkadlového

TRIEDY PODĽA VÝKONU:

1. trieda výkon mensi nez 0,4 mikroW - neposkodzuje sietnicu

2. trieda výkon neprekracuje 1 mW moze poskodit bunky suetnice, ale žmurkací, mrkací reflex je dosť rýchly na to aby poškodeniu zabránil

3. trieda výkonom neprekračujú 0,5 W, tento typ je velmi nebezpečný pre sietnicu pretože ju ničí rýchlejšie ako za 0,25 sec. čo je reflex žmurknutia, difúzny odraz nespôsobuje poškodenie sietince, oko sa po zasiaznutí odrazeného lúča bráni žmurknutím...

4. trieda prekracuje vykonom triedu 3, tento laser je schopny poskodit sietnicu oka aj odrazom z matneho povrchu, cize bacha nato, ale taky L. sa snad do ruk ziadnemu laikovy len tak nedostane

Lasery (lekárske):

1. mäkké, nízkovýkonné lasery (výkon - 1-10 mW) biostimulácia

2. stredné, strednovýkonné lasery (výkon - 10-500 mW) akupunktúra

3. tvrdé, vysokovýkonné lasery (výkon nad 500 mW) chirurgia, rezanie

!!!BEZPEČNOSŤ!!!

- nesvietiť, nemieriť do očí alebo do oblasti tváre
- ak pracujete z lasermi tretej a vyššej triedy používajte ochranné pomôcky hlavne na oči
- a to myslim pre vás stačí, nebudem tu splietať...

týmto si môžete byť istý

ale o laserových diodách neviem nič, tak ak som vás sklamal tak soráč

[The Devil]

Úplne dole na stránke je v krátkosti popísaný polovodičový laser:
http://www.mypp.info/toys/laser/rozdelenie.html

[kukurus]

Úplne dole na stránke je v krátkosti popísaný polovodičový laser:
http://www.mypp.info/toys/laser/rozdelenie.html

dobra stranka, vsimnite si aj ostatne veci !

diki devil:)

[ajo]

Pani dufam,ze to nebude OT,ale dovolil som si sem postnut nieco o budeni laser diod (dalej LD).Ak to Jirka uzna,ze sa to sem nehodi nech to presunie inam.

laser diodes are not like LEDs. You cannot use a simple series resistor to control a laser diode the way you would an LED, and if you try, you'll destroy the laser in less than a microsecond.

First of all there's a minimum brightness below which the diode will not operate as a laser at all. Below that threshold you actually could treat it as an LED, but it wouldn't be much use. When the current gets to be enough, the diode suddenly switches on and becomes much brighter. At that point its temperature starts to rise, its effective resistance drops with increasing temperature, its brightness increases *exponentially* with current, and its rate of temperature increase increases with brightness. Very quickly it draws more and more current faster and faster. BLAM! You just destroyed the diode.

To operate a diode laser without destroying it you need to make it part of a feedback loop with a bandwidth of at least a couple megahertz, using the optical-feedback sensor that's normally built into the laser diode package, to automatically adjust the current to keep the optical output at the level you want, while taking precautions against startup transients. That's how laser pointers work. There's a fairly narrow range of levels it can operate at - too low and the diode won't lase at all, too high and it will blow up.

If you want a real brightness control a series resistor won't work; you need to go to pulse-width modulation, but that'll have serious problems too in this application. You'd need to modulate at a significantly higher frequency than the audio, and the diode's capacitance may not permit that.

Just limiting the current won't work because the minimum current that works (on a cold diode) is more than the maximum safe current (on a warm diode). You need a feedback loop that will sense how the diode is behaving and adjust the current to suit it. However, it's not hard to get that closed loop working. Some laser pointers are pulsed, but a lot aren't, and you can either buy, or rip from an unpulsed laser pointer, a module with the feedback controller built right in that'll produce a nice clean continuous beam.

Pochopil som to tak,ze kazdu LD treba budit elektronikou,ziadny direct drive.Su dva sposoby budenia pulzny a feedback obvodmi, ktore riadia akysi obvod CC podla teploty laserovej diody.Laser dioda potrebuje na start vyssi zapalny prud,ked sa nastartuje zacne sa zohrievat a nastava podobny efekt ako na vykonovej LED,kedy sa znizuje Vf a stupa prud pri zapojeni CV tym viac, cim viac sa zohrieva PN prechod LED a moze dosiahnut desktruktivne hodnoty.
Cize LD sa zapali vyssim prudom a so zohrievanim je potrebne prud obmedzovat feedback obvodmi na bezpecnu nominal hodnotu
Podla mna toto vysvetluje Suvivantove trable,ked mu nevie nastartovat DX laser na plny vykon v zime,pripadne plava vykon,kvoli tomu,ze lacne lasery maju asi menej dokonalejsie feedback obvody,ktore dokazu regulovat prud len pri normalnej teplote(20 stupnov).

[Benik3]

Pochopil som to tak,ze kazdu LD treba budit elektronikou,ziadny direct drive.Su dva sposoby budenia pulzny a feedback obvodmi, ktore riadia akysi obvod CC podla teploty laserovej diody.Laser dioda potrebuje na start vyssi zapalny prud,ked sa nastartuje zacne sa zohrievat a nastava podobny efekt ako na vykonovej LED,kedy sa znizuje Vf a stupa prud pri zapojeni CV tym viac, cim viac sa zohrieva PN prechod LED a moze dosiahnut desktruktivne hodnoty.
Cize LD sa zapali vyssim prudom a so zohrievanim je potrebne prud obmedzovat feedback obvodmi na bezpecnu nominal hodnotu
Podla mna toto vysvetluje Suvivantove trable,ked mu nevie nastartovat DX laser na plny vykon v zime,pripadne plava vykon,kvoli tomu,ze lacne lasery maju asi menej dokonalejsie feedback obvody,ktore dokazu regulovat prud len pri normalnej teplote(20 stupnov).

Tak co já naopak vím, tak laser diodu lze ridit primo a neni potreba zadne zapalne napeti. Jen je vic nez dobre pouzivat konstantni zdroj proudu. Ten uplne nejjednodussi se da udelat z LM317.
Naopak to zapalny napeti je velmi nebezpecne, laser diody jsou daleko nachylnejsi na zniceni nez diody a dokonce co ja vim, tak by se laser diody mely zapinat postupnim zesilenim proudu, protoze ty narazy pri zapnuti jim moc nesvedci.
A k tomu feedback obvodu-tepelný snímání se používá jedině u nějakých opravdu kvalitních a hlavně výkonnějších laserů. Takhle běžně u ukazovátek jsem to ještě neviděl. Když už, tak se jako feedback používá photo dioda obsažená již v pouzdru (proto mají některé laser diody 3 vývody), ale u levných čínských laserů ani to nebýva. Tam si rád, když je constant current zdroj

Jeste k prvnimu clanku: Trida III se jeste rozdeluje na IIIa a IIIb.
IIIa - oko ještě ochrání mrkací reflex, ale při použití optických přístrojů zesilujících paprsek už ne. Výkon do 5mW
IIIb - oko neochrání už ani mrkací reflex. Výkon 5mW-500mW

Tento příspěvek byl editován Benik3: 11.3.2011 14:31

[ajo]

Benik,hm myslel som,ze trojka trieda,uz nie su vykony do 5mW,ale skor 100ky mW:)
Co sa tyka toho riadenia prudu.Myslim,ze CC nestaci,pretoze zapalny prud je vyssi ako prevadzkovy a v tom tkvie narocnost toho LD driveru.
Inak je bezne ze laser diody maju problem nastartovat v minusovych teplotach.
Ono co sa tyka poskodenia oka,ono nebezpecne su lasery s kolimatormi,ktore su zaostrene skutocne naostro.Pokial sa laserovy beam rozptyluje,musi to byt sakramentsky vykon aby vypalil oci.Myslim,ze nejaki manici skusali 100mW laser s lucom roztiahnutym na 15 stupnov a pohoda vidia.Ono ked vidim tie youtube videa,ked si manik 1Wattovym laserom osvecuje izbu bez akejkolvek ochrany a nema strach,ze sa moze ten luc odrazit do nejakeho skla,zrkadla...
Dalsia vec co by ma zaujimala,je co je to vykon,ktory deklaruju vyrobcovia.Par laserov som meral a napr. 75mW mal odber cca 80mA z 3.7V bat,co mi pride na 300mW prikon.Typicka ucinnost laser diody je 25%,cize to sedi.Ale bohvie,ci je to skutocne opticky vykon ako je to z roznymi DX 200mW laserpens.
Pri hratkach s laserom sa doporucuju ochranne okuliare z tazkeho skla,su ale dost drahe a iba na urcitu vlnovu dlzku...

[Benik3]

Ahoj. Mam doma laser diodu z DVD-RW a zadne zapalne napeti opravdu neni potreba. Ridim to normalne tim LM317 a i na 70mA (ted to ridim na 300mA) se to rozbehne bez problemu. Dokonce jsem mel nejaky spatny zapojeni, ktery na zacatku delalo spicku a asi dve diody jsem odpalil. Mozna si to pletes s jinym druhem laseru, ale u laser diody to opravdu neni potreba a jak jsem psal, u tech lepsich driveru se dela dokonce pomaly nabeh.
Co se tyce spatneho startovani pri nizkych teplotach, tak je to logicke, protoze pri nizsich teplotach maji polovidce vetsi odpor, tim padem potrebujes vyssi proud.

Co se tyce rozptyleni, tak je to dobry. Jak jsem psal, mam doma laser o vykonu cca 250mW. Pri testování se mi pretocil a mam na sitnici vypalenou tecku :/. ty berjle jsou drahy jako prase, kdyz uz, tak nosit alepson slunecni bryle. Proti odrazu to muze oko zachranit.

Jak s tim vykonem, to nvm :/