При генерації лазерного випромінювання важливіший не струм лазерного діода, яке напруга. У момент подачі на анод позитивного потенціалу починається зміщення p-n переходу по прямому напрямку. Це починається інжекція дірок з p-зони в n та аналогічну інжекцію електронів у протилежному напрямку. Близьке розташування електронів та дірок запускає їх рекомбінації. Ця дія супроводжується генерацією фотонів певною довжиною хвилі.
Це фізичне явище отримало назву спонтанного випромінювання і стосовно лазерних діодів вважається основним способом генерації лазерного випромінювання. 
Напівпровідниковий кристал лазерного діода є тонкою прямокутною пластинкою. Поділ на p і n частини тут здійснюється за принципом не ліворуч, а зверху вниз. Тобто, у верхній частині кристалів розташована p-область, а нижче - n-область.
Тому площа p-n переходу досить велика. У лазерного діода торцеві сторони відполіровані, т.к формування оптичного резонатора (Фабри-Перо) необхідна наявність паралельних площин максимальної гладкості. Перпендикулярно спрямований щодо однієї з них фотон рухатиметься по всьому оптичному хвилеводу, періодично відбиваючись від торцевих бокових сторін, поки не вийде з резонатора.
Під час такого руху фотон спровокує кілька актів вимушеної рекомбінації, тобто генерування аналогічних фотонів і тим самим посилюючи лазерне випромінювання. У той час, коли посилення достатньо для перекриття втрат, починається лазерна генерація.
Головна відмінна риса між світлодіодами та лазерними діодами – це ширина спектра випромінювання. Світлодіоди мають широкий спектр випромінювання, тоді як лазерні мають дуже вузький спектр.
Принцип роботи обох напівпровідникових джерел базується на явищі електролюмінесценції-випромінювання світла матеріалом, через який протікає електричний струм, викликаний електричним полем. Випромінювання внаслідок електролюмінесценції характеризується порівняно вузьким спектром шириною 0,1...3 нм для лазерних діодів і 10...50 нм у світлодіодів.
Для підключення лазерного діода потрібна спеціальна електронна схема, звана драйвером лазерного діода. На практичному прикладі нижче ми покажемо, як власноруч зібрати простий драйвер лазерного діода на основі стабілізатора напруги LM317.
Драйвер це особлива схема підключення, яка застосовується для обмеження струму і подальшої подачі його на лазерний діод, щоб він працював правильно і не згорів при першому включенні, якщо ми безпосередньо підключимо його до блоку живлення.
Якщо струм буде низьким, лазерний світлодіод не включиться через відсутність необхідного рівня потужності. Таким чином, схема драйвера призначена для забезпечення правильного струмового номіналу, при якому лазерний діод перейде у свій робочий стан. Простому світлодіоду вистачить звичайного резистора для обмеження струму, але у випадку з лазерним нам знадобиться схема підключення для обмеження та регулювання струму. Для цих цілей відмінно підійде мікроскладання.
Трививідна мікросхема LM317 це типовий стабілізатор напруги. На своєму виході може видавати напругу від 1.25 до 37 вольт. Зовнішній вигляд LM317 із підписаними висновками представлений на зображенні вище.
Мікросхема є відмінним регульованим стабілізатором, іншими словами можна легко змінювати значення напруги на виході залежно від потреб на виході схеми, використовуючи два зовнішні опори, підключені до лінії регулювання (Adjust). Ці два резистори працюють як дільник напруги, що застосовується для зменшення рівня вихідної напруги.
Конструкцію за 5 хвилин можна зібрати на макетній платі. Працює схема так. Коли від батарейки починає йти напруга номіналом 9 вольт, вона спочатку протікає керамічний конденсатор (0.1 мкФ). Ця ємність застосовується для фільтрації високочастотного шуму джерела постійного струму і забезпечує вхідний сигнал для стабілізатора. Потенціометр (10 КОм) та опору (330 Ом), підключені до лінії налаштування, застосовуються в ролі схеми обмеження напруги. Вихідна напруга залежить від значення цих опорів. Вихідна напруга стабілізатора потрапляє на фільтр другого конденсатора. Ця ємність поводиться як балансувальник потужності при фільтрації флуктуючих сигналів. В результаті можна змінювати інтенсивність лазерного випромінювання, повертаючи ручку потенціометра.
Мрія про маленький кишеньковий лазер стала реальністю з появою та розвитком напівпровідникових лазерних діодів. У просторах інтернету досить багато статей про те, як можна зробити лазер з приводу для компакт дисків. Але не варто обмежуватись лише цією інформацією.
Вибір лазерного діода:
Якщо ви задалися серйозною метою зробити лазер, то перегляньте довідник і виберете відповідний за параметрами лазерний діод. Якщо немає у вас є несправний DVD RW привід - то вам доведеться розщедритися і купити лазерний світлодіод. Причому в цьому випадку ви можете в міру своїх фінансових можливостей підібрати лазер потрібної вам потужності. А як бути з ним далі? Рекомендую прочитати і прислухатися до нашої статті щоб не витрачати час на збірку сумнівних схем підключення лазерного діода.
Класифікація лазерних установок:
У лазерному пучку концентрується висока енергія і тому є небезпека пошкодити зір при необережному поводженні з лазерами. Існує класифікація небезпеки лазерних установок відповідно до EN60825-1 (рис. 1).
Рисунок №1 – Класифікація небезпеки лазерних установок При роботі з лазерними діодами потрібно суворо дотримуватись правил ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ. Не можна направляти лазерний промінь прямо в очі, це може призвести до повної або часткової втрати зору. Не давайте вашої лазерної установки дітям, не залишайте її в легкодоступних місцях! Виключайте можливість несанкціонованого (випадкового) включення лазера, використовуйте ваш витвір тільки з мирною метою!!! Одягайте захисні окуляри під час налаштування та роботи з ним.
Про лазерний діод:
Як правило, лазерний діод це мініатюрний пристрій з трьома (рисунок №2) або чотирма ніжками в залежності від типу.
Малюнок № 2 – Зовнішній вигляд лазерного світлодіода з трьома ніжками Чому три ніжки? Справа в тому, що всередині корпусу знаходиться крім лазерного випромінюючого діода ще й фотодіод малюнок №3.
Рис. №3 – Схема лазерного світлодіода Фотодіод призначений для того, щоб керувати (регулювати або обмежувати) струмом лазера. Конструктивно це так: малюнок №4.
Малюнок №4 – Лазерний діод урозрізі. Маломощние лазерні діоди експлуатуються з напругою в кілька вольт і силою струму в діапазоні приблизно від 50 до 80 мА. Вказаний у відповідних паспортах на них (Datasheet). Наприклад робочий струм (50-60 мА) в жодному разі не можна перевищувати! Небезпечні також імпульсні навантаження. Тому при живленні лазерного світлодіода потрібно брати до уваги те, щоб такі піки були відсутні. Найнадійніше використовувати як джерело живлення для діода не блок живлення, а батареї. Але це не завжди підходить - особливо якщо ви хочете зробити стаціонарну установку.
Отже, якщо ви бажаєте підключити ваш лазерний діод (ЛД) до не стабілізованого (простого) блоку живлення, рекомендую скористатися схемою малюнок №5:
Малюнок №5 – Схема підключення ЛД до нестабілізованого джерела живлення С1-10 мкФ
С2 - 47 пФ
С3, С4 - 10 нФ
R1 – 10 К
R2 - 1,5 До
R3 – 33 Ом
VT1 - ВС548
VT2-BD675
VD1 – Лазерний діод
VD2 - 3,3 В / 1,3 Вт
Завдяки такому підключенню лазерного діода можна запобігти його виходу з ладу. Падіння напруги на резисторі R2 відкриває транзистор VT 1, він керує струмом бази транзистора VT 2. У контурі регулювання струму фотодіода коливається близько 400 мкА. Конденсатор С4 усуває імпульсні перешкоди, а ємнісний дільник напруги, що складається з конденсаторів С2 та СЗ, забезпечує запуск процесу регулювання відразу при подачі напруги живлення.
Мій варіант лазера:
Я теж спробував зробити лазер з DVD RW приводу і хочу відразу попередити вас, що ідея хороша, але реалізувати її досить складно. Розбирати робочий DVD RW привід це безглуздо, а в поламаних приводах, як правило, лазерний діод вже палений і відновлення не підлягає. Навіть якщо вам все ж таки вдалося вийняти робочий лазерний діод, то будьте готові до того, що до нього необхідна спеціальна лінза, що збирає, так як сам по собі лазерний діод світить не сфокусовано. А щоб сформувати необхідну розбіжність променя вам знадобиться хороша оптика. Лінзи від DVD RW привод не дають бажаного ефекту. Я просто купив готовий лазерний модуль типу HLDPM12-655-5 (в корпусі з оптикою та захистом від переполюсування), і підключив його до звичайного блоку живлення.
Лазерні діоди знаходять застосування в різних радіоаматорських конструкціях. Живлення лазерного діода може здійснюватися як від батареї або акумуляторного джерела живлення, так і від стаціонарної мережі промисловою напругою 220 вольт. В останньому випадку необхідний більш ретельний захист від сплесків струму або напруги, оскільки лазерний діод є досить чутливим до таких явищ елементом і може вийти з ладу навіть при дуже короткочасному перевищенні струму або напруги.
Підключення діода до джерела постійного струму.
До складу схеми входять батарея або акумулятор напругою дев'ять вольт, резистор, що струмообмежує, і безпосередньо лазерний модуль. За відсутності окремого лазерного діода, взяти його можна з DVD приводу. У цьому слід пам'ятати, що у разі має на увазі комп'ютерний, а не простий програвач. З великою обережністю лазер витягується з нього, після чого потрібно визначитися із підключенням живлення. Як правило, виробник забезпечує лазерні діоди трьома висновками, двома по краях і одним посередині. Найчастіше саме середній електрод підключається до мінусової клеми джерела живлення. До позитивного полюса необхідно підключити або правий, або лівий, тут все залежить від виробника та марки лазерного обладнання. Щоб визначити який саме висновок є позитивним, слід подати харчування на діод. З цією метою використовуються дві батарейки по 1,5 вольта і резистор п'ять Ом. Мінусові виводи батарей безпосередньо підключаються до центрального мінусового виведення діода. Плюсова сторона батарейок, через резистор, по черзі підключається до кожної з двох клем діода, що залишилися. Як тільки лазер трохи засвітиться, це означає, що плюсовий полюс знайдений. У такий спосіб дуже швидко і легко можна визначити полярність, оскільки принцип роботи лазерного діода ідентичний роботі звичайного вентиля. Живлення майбутнього лазера організовується від двох або трьох пальчикових батарейок, проте за бажання для цієї мети можна використовувати і акумулятор мобільного телефону. У разі необхідно використовувати додатковий обмежувальний резистор на двадцять п'ять Ом, а разі батарейками застосовувати резистор п'ять Ом.
Підключення діода від мережі 220 В
При такому підключенні можуть виникнути небажані викиди напруги та високочастотні сплески. У такому разі слід забезпечити додатковий захист чутливому елементу, щоб уникнути його поломки. Схема складається із стабілізатора напруги, конденсатора, струмообмежувальних резисторів та безпосередньо лазерного діода. Стабілізатор напруги та опору, утворюють блок, що перешкоджає струмовим викидам. Від кидків напруги встановлюється стабілітрон, а конденсатор допоможе перешкоджати високочастотним сплескам. В результаті використання такої схеми стабільна робота лазерного діода повністю гарантована.
Лазерні діоди — раніше виготовлення лазерів було з великими труднощами, оскільки цього необхідний невеликий кристал і розробка схеми щодо його функціонування. Для простого радіоаматора таке завдання було нездійсненним.
З розвитком нових технологій можливість отримання лазерного променя у побутових умовах стала реальністю. Електронна промисловість сьогодні виробляє мініатюрні напівпровідники, які можуть генерувати лазерний промінь. Цими напівпровідниками стали лазерні діоди.
Підвищена оптична потужність та відмінні функціональні параметри напівпровідника дозволяють застосовувати його у вимірювальних пристроях підвищеної точності як на виробництві, медицині, так і в побуті. Вони є основою для запису та читання комп'ютерних дисків, шкільних лазерних указок, рівнемірів, вимірювачів відстані та багатьох інших корисних для людини пристроїв.
Виникнення нового електронного компонента є революцією у створенні електронних пристроїв різної складності. Діоди високої потужності утворюють промінь, який використовується в медицині при виконанні різних хірургічних операцій, зокрема відновлення зору. Промінь лазера здатний швидко зробити корекцію кришталика ока.
Лазерні діоди використовуються у вимірювальних приладах у побуті та промисловості. Пристрої виготовляють із різною потужністю. Потужності 8 Вт вистачить для збирання в побутових умовах портативного рівня. Цей прилад надійний у роботі, здатний створити лазерний промінь дуже великої довжини. Попадання лазерного променя в очі дуже небезпечно, оскільки на малій відстані промінь здатний до пошкоджень м'яких тканин.
Пристрій та принцип роботи
У простому діоді на анод подається позитивна напруга, йдеться про зміщення діода в прямому напрямку. Дірки з області р інжектуються в область n р-n переходу, а з області n в область р напівпровідника. При розташуванні дірки та електрона поруч один з одним, вони рекомбінують і виділяють фотонну енергію з деякою довжиною хвилі і фонону. Цей процес отримав назву спонтанного випромінювання. У світлодіодах він є основним джерелом.
Але за деяких умов дірка та електрон здатні перебувати перед рекомбінацією в одному місці тривалий час (кілька мікросекунд). Якщо у цій галузі у цей час пройде фотон із частотою резонансу, він викличе вимушену рекомбінацію, і навіть виділиться другий фотон. Його напрямок, фаза та вектор поляризації абсолютно збігатимуться з першим фотоном.
Кристал напівпровідника виготовляють у вигляді тонкої платівки форми прямокутника. По суті, ця платівка і відіграє роль оптичного хвилеводу, в якому випромінювання діє в обмеженому обсязі. Поверхневий шар кристала модифікується для утворення області «n». Нижній шар служить до створення області «р».
Зрештою виходить плоский перехід р-n значної площі. Два бічні торці кристала полірують для створення паралельних гладких площин, що утворюють оптичний резонатор. Випадковий фотон перпендикулярного площин спонтанного випромінювання пройде по всьому оптичному хвилеводу. При цьому перед виходом назовні фотон кілька разів відбиватиметься від торців і, проходячи вздовж резонаторів, створить вимушену рекомбінацію, утворюючи при цьому нові фотони з такими ж параметрами, чим викличе посилення випромінювання. Коли посилення перевершить втрати, почнеться створення лазерного променя.
Існують різні типи лазерних діодів. Основні їх виконані на особливо тонких шарах. Їхня структура здатна створювати випромінювання лише паралельно. Але якщо хвилевод виконати широким у порівнянні з довжиною хвилі, то він функціонуватиме вже в різних поперечних режимах. Такі лазерні діоди називають багатобудинковими.
Використання таких лазерів виправдане створення підвищеної потужності випромінювання без якісної збіжності променя. Допускається його розсіювання. Цей ефект використовується для накачування інших лазерів, у хімічному виробництві, лазерних принтерах. Однак при необхідності певного фокусування променя, хвилевід повинен виконуватися з шириною, що дорівнює довжині хвилі.
В цьому випадку ширина променя залежить від меж, які накладені дифракцією. Такі прилади використовуються в оптичних пристроях, оптоволоконній техніці, лазерних покажчиках. Необхідно зауважити, що ці лазери не здатні підтримати кілька поздовжніх режимів, і випромінювати лазерний промінь на різних довжинах хвиль одночасно. Заборонена зона між рівнями енергії р і n областей діода впливає на довжину хвилі променя.
Лазерний промінь на виході відразу розходиться, тому що випромінюючий компонент дуже тонкий. Щоб компенсувати це явище і створити тонкий промінь, використовують лінзи, що збирають. Для широких багатобудинкових лазерів застосовуються циліндричні лінзи. У випадку однобудинкових лазерів, при застосуванні симетричних лінз, лазерний промінь матиме еліптичний поперечний переріз, оскільки вертикально розбіжність перевищує розмір променя в горизонтальній площині. Наочним прикладом для цього є лазерна указка.
У розглянутому елементарному пристрої не можна виділити певну довжину хвилі крім хвилі оптичного резонатора. У пристроях, що мають матеріал, здатний посилити промінь у великому інтервалі частот, і з кількома режимами, можлива дія на різних хвилях.
Зазвичай лазерні діоди функціонують на одній хвилі, що володіє, проте значною нестабільністю і залежить від різних факторів.
Різновиди
Пристрій розглянутих вище діод має n-р структуру. Такі діоди мають низьку ефективність, потребують значної потужності на вході, і працюють лише в режимі імпульсів. По-іншому вони працювати не можуть, тому що швидко перегріються, тому не набули широкого застосування на практиці.
Лазери з подвійною гетероструктурою мають шар речовини із вузькою забороненою зоною. Цей шар знаходиться між шарами матеріалу, який має широку заборонену зону. Зазвичай виготовлення лазера з подвійний гетероструктурою застосовують арсенід алюмінію-галію і арсенід галію. Кожна з цих сполук з двома різними напівпровідниками отримала назву гетероструктури.
Перевагою лазерів з такою особливою структурою є те, що область дірок та електронів, яку називають активною областю, знаходиться у середньому тонкому шарі. Отже, що посилювати будуть набагато більше пар дірок і електронів. В області із малим посиленням таких пар залишиться мало. На додаток світло буде відбиватися від гетеропереходів. Тобто випромінювання буде повністю перебувати в області максимального ефективного посилення.
Діод із квантовими ямами
При виконанні середнього шару діода тоншим, він починає функціонувати як квантову яму. Тому електронна енергія квантуватиметься вертикально. Відмінність між рівнями енергії квантових ям застосовується освіти випромінювання замість майбутнього бар'єру.
Це ефективно управління хвилею променя, що залежить від товщини середнього шару. Такий вид лазера набагато ефективніший, на відміну від одношарового, оскільки щільність дірок та електронів розподілена рівномірніше.
Гетероструктурні лазерні діоди
Основною особливістю тонкошарових лазерів є те, що вони не здатні ефективно утримувати промінь світла. Для вирішення цього завдання по обидва боки кристала прикладають два додаткові шари, які мають більш низьке заломлення, на відміну від центральних шарів. Подібна структура схожа на світловод. Вона набагато краще утримує промінь. Це гетероструктури із окремим утриманням. За такою технологією вироблено більшість лазерів у 90-х роках.
Лазери із зворотним зв'язком в основному застосовують для волоконно-оптичного зв'язку. Для стабілізації хвилі на рn переході виконують поперечну насічку для створення дифракційної решітки. Через це в резонатор повертається та посилюється лише одна довжина хвилі. Такі лазери мають довжину хвилі. Вона визначена кроком насічки ґрат. Під впливом температури насіння змінюється. Подібна модель лазера є основою оптичних телекомунікаційних систем.
Існують також лазерні діоди VСSЕL і VЕСSEL, які є поверхнево-випромінюючими моделями з вертикальним резонатором Їхня відмінність полягає в тому, що у моделі ВЕСЕЛрезонатор зовнішній, і його конструкція буває з оптичним і струмовим накачуванням.
Особливості підключення
Лазерні діоди використовуються в багатьох пристроях, де необхідний спрямований світловий промінь. Основним процесом у складанні пристрою із застосуванням лазера своїми руками є правильне підключення.
Лазерні діоди відрізняються від led діодів мініатюрним кристалом. Тому в ньому концентрується велика потужність, а отже, і величина струму, що може призвести до виходу його з ладу. Для полегшення роботи лазера існують спеціальні схеми пристроїв, які називаються драйверами.
Лазерам необхідне стабільне харчування. Однак існують їх моделі, що мають червоне світло променя, і функціонують у нормальному режимі навіть з нестабільною мережею. Якщо є драйвер, все одно діод не можна підключати безпосередньо. Для цього додатково потрібний датчик струму, роль якого часто грає резистор, підключений між цими елементами.
Таке підключення має недолік у тому, що негативний полюс живлення не з'єднаний із мінусом схеми. Іншим недоліком є падіння потужності на резисторі. Тому перед підключенням лазера потрібно ретельно підібрати драйвер.
Види драйверів
Існують два основні види драйверів, здатних забезпечити нормальний режим експлуатації лазерних діодів.
Імпульсний драйвер виконаний за аналогією імпульсного перетворювача напруги, здатного підвищувати та знижувати цей параметр. Потужності виходу та входу такого драйвера приблизно рівні. Однак існує деяке виділення тепла, на яке витрачається незначна кількість енергії.
Лінійний драйвер діє за схемою, яка найчастіше подає напругу на діод більше, ніж потрібно. Для його зниження необхідний транзистор, який перетворює зайву енергію на теплоту. Драйвер має малий ККД, тому не знайшов широкого застосування.
При застосуванні лінійних мікросхем як стабілізатори, при зменшенні напруги на вході діодний струм буде знижуватися.
Так як живлення лазерів виконується двома видами драйверів, схеми підключення мають відмінності.
Схема також може містити джерело живлення як батареї або акумулятора.
Акумулятори повинні видавати напругу 9 вольт. Також у схемі має бути резистор, що обмежує струм, та лазерний модуль. Лазерні діоди можна знайти у несправному приводі дисків від комп'ютера.
Лазерний діод має 3 висновки. Середній висновок підключається до мінусу (плюсу) живлення. Плюс підключається до правої або лівої ніжки, залежно від фірми виробника. Щоб визначити потрібну ніжку для підключення необхідно подати живлення. Для цього можна взяти дві батареї по 1,5 В та опір 5 Ом. Мінус джерела підключають до середньої ніжки діода, а плюс спочатку до лівої, потім до правої ніжки. Шляхом такого експерименту можна побачити, яка з цих ніжок є робочою. Таким же методом діод підключають до мікроконтролера.
Лазерні діоди можуть працювати від пальчикових батарей, акумулятора мобільного телефону. Однак не можна забувати, що додатково потрібно резистор, що обмежує, номіналом 20 Ом.
Підключення до побутової мережі
Для цього необхідно забезпечити допоміжний захист від сплесків напруги високої частоти.
Стабілізатор і резистор створюють блок, що запобігає перепадам струму. Для вирівнювання напруги застосовують стабілітрон. Місткість запобігає виникненню стрибків напруги високої частоти. При правильному збиранні забезпечується стабільна робота лазера.
Порядок підключення
Найзручнішим для роботи буде червоний діод потужністю близько 200 мВт. Такі лазерні діоди встановлені дискові приводи комп'ютерів.
- Перед підключенням за допомогою батарейки перевірити роботу лазерного діода.
- Вибрати необхідно найяскравіший напівпровідник. Якщо діод взятий з дискового приводу комп'ютера, він світить інфрачервоним світлом. Промінь лазера забороняється наводити на очі, оскільки це призведе до пошкодження очей.
- Діод монтувати на радіатор для охолодження у вигляді алюмінієвої пластини. Для цього попередньо свердлити отвір.
- Між діодом та радіатором промазати термопастою.
- Резистор на 20 Ом та 5 ватів підключити за схемою з батарейками та лазером.
- Діод шунтувати керамічним конденсатором будь-якої ємності.
- Відвернути від себе діод і перевірити його роботу, підключивши живлення. Має з'явитися червоний промінь.
При підключенні слід пам'ятати про безпеку. Усі з'єднання мають бути якісними.
У цьому пості я опишу, як збирав фіолетову лазерну указку з мотлоху, що знайшовся під рукою. Для цього мені знадобився: фіолетовий лазерний діод, коліматор для зведення пучка світла, деталі драйвера, корпус для лазера, джерело живлення, гарний паяльник, прямі руки і бажання творити.
Тих, хто зацікавився і охочих поколупатися в електроніці - прошу під кат.
Потрапив мені під руку вбитий Blu-ray різак. Викинути було шкода, а що з нього можна зробити – я не знав. Через півроку натрапив на відеоролик, у якому було показано таку саморобну «іграшку». Тут і блюрей у нагоді!
У системі читання-запису приводу використовується лазерний діод. Виглядає він у більшості випадків так:
Або так.
Для живлення «червоного» діода потрібні 3-3.05 вольт, і від 10-15 до 1500-2500 міліампер залежно від його потужності.
А ось діод "фіолетовий" вимагає аж 4.5-4.9 вольт, тому живити через резистор від літієвого акумулятора не вийде. Доведеться зробити драйвер.
Так як у мене був позитивний досвід із мікросхемою ZXSC400, то я без роздумів її і вибрав. Ця мікросхема є драйвером для потужних світлодіодів. Даташить. З обв'язкою у вигляді транзистора, діода та індуктивності я мудрувати не став – усі з даташиту.
Друковану плату для драйвера лазера я виготовив відомим багатьом радіоаматорам ЛУТ-ом (Лазерно-прасна технологія). Для цього потрібний лазерний принтер. Схема намальована у програмі SprintLayout5 та надрукована на плівці для подальшого перекладу малюнка на текстоліт. Плівку можна використовувати практично будь-яку, щоб не застрягла в принтері і на ній якісно надрукувалося. Цілком підходить плівка від пластикових папок-конвертів.
Якщо ж немає плівки, не треба засмучуватися! Позичаємо у подруги або дружини жіночий глянсовий журнал, вирізаємо звідти найцікавішу сторінку та підганяємо її під розмір А4. Потім друкуємо.
На фото нижче можна побачити плівку з нанесеним тонером у формі розведення схеми і підготовлений до перенесення тонера шматочок текстоліту. Наступним кроком буде підготовка текстоліту. Найкраще брати шматочок, в два рази більше нашої схеми, щоб було зручніше притиснути до поверхні під час наступного кроку. Мідну поверхню необхідно зашкурити та знежирити.
Тепер потрібно перенести малюнок. Знаходимо в шафі праску, вмикаємо її. Поки він розігрівається, кладемо шматочок паперу із схемою на текстоліт.
Як тільки праска нагріється, потрібно акуратно пропрасувати плівку через папір.
У цьому відео дуже наочно показаний процес.
Коли вона прилипне до текстоліту, можна вимикати праску і переходити до наступного кроку.
Після перенесення тонера за допомогою звичайної праски ця справа виглядає так:
Якщо деякі доріжки не перенеслися, або не дуже добре перенеслися, їх можна поправити CD-маркером і гострою голкою. Бажано використовувати збільшувальне скло, доріжки досить дрібні, лише 0.4 мм. Плата готова до травлення.
Травитимемо хлорним залізом. 150 рублів за баночку, вистачає надовго.
Розводимо розчин, кидаємо туди нашу заготівлю, «помішуємо» плату і чекаємо на результат.
Не забуваймо контролювати процес. Акуратно витягуємо плату пінцетом (його теж краще купити, цим ми позбавимо себе зайвого мату та «соплів» припою на майбутній платі при паянні).
Ну ось, плата витравилася!
Акуратно зачищаємо дрібною шкіркою, наносимо флюс, залуджуємо. Ось що виходить після обслуговування.
На контактні майданчики припою можна нанести трохи більше, ніж скрізь, щоб паяти деталі зручніше було, і без наносу припою додатково.
Збирати драйвер за цією схемою. Зверніть увагу: R1 - 18 міліОм, а не мегаОм!
При пайці найкраще використовувати паяльник із тонким жалом, для зручності можна скористатися збільшувальним склом, адже деталі досить дрібні. При цьому паянні використовується флюс ЛТІ-120.
Отже, плата практично спаяна.
Дріт впаюється на місце резистора на 0.028 Ом, так як такий резистор ми навряд чи знайдемо. Можна впаяти паралельно 3-4 SMD-перемички (виглядають як резистори, але з написом 0), на них близько 0.1 ом реального опору.
Але таких не виявилося, тому я використав звичайний мідний дріт аналогічного опору. Точно не вимірював – лише підрахунки якогось онлайн-калькулятора.
Тестуємо.
Напруга виставлено лише 4.5 вольт, тому світить не дуже яскраво.
Зрозуміло, виглядає плата брудно до змивки флюсу. Змивати можна простим спиртом.
Тепер варто написати і про коліматора. Справа в тому, що лазерний діод сам собою світить не тонким променем. Якщо увімкнути його без оптики, то світитиме він як звичайний світлодіод із розбіжністю в 50-70 градусів. Для того, щоб створити промінь, потрібна оптика і сам коліматор.
Коліматор замовлений з китаю. Він містить ще й слабкий червоний діод, але він мені не був потрібен. Старий діод можна вибити звичайним болтом М6.
Розкручуємо коліматор, викручуємо лінзу та задню частину, відпоюємо драйвер від діода. Кріплення, що залишилося, затискаємо в лещата. Вибити діод можна, вдаривши по ньому.
Діод вибито.
Тепер потрібно запресувати новий фіолетовий діод.
Але на ноги діоду натискати не можна, а інакше запресовувати незручно.
Що ж робити?
Задня частина коліматора чудово підходить для цього.
Вставляємо новий діод ніжками в отвір задньої частини циліндра, і затискаємо в лещата.
Плавно закручуємо лещата, доки діод повністю не запресується в коліматор.
Отже, драйвер та коліматор зібрані.
Тепер закріплюємо коліматор в голову нашого лазера, і припаяємо діод до виходів драйвера за допомогою проводків, або прямо до плати драйвера.
Як корпус я вирішив використати простий ліхтарик із господарського магазину за сто рублів.
Виглядає він так:
Усі залозки для лазера та коліматор.
На прищіпку для зручності кріплення начеплений магнітик.
Залишилося лише вставити пристрій лазера в корпус та закрутити.
Sprint layout 5, файли розведення друкованої плати