Cara Membuat Laser

Istilah “laser” sebenarnya merupakan singkatan dari “light amplification by stimulated emission of radiation” (“amplifikasi sinar dengan pancaran radiasi terstimulasi”). Laser pertama, yang menggunakan silinder rubi berlapis perak sebagai resonator, dikembangkan pada tahun 1960 di California’s Hughes Research Laboratories.^{[1]XTeliti sumber} Saat ini, laser digunakan untuk berbagai hal, dari pengukuran sampai pembacaan data tersandi, dan ada beberapa cara untuk membuat laser, tergantung pada anggaran dan kemampuan.

Bagian 1

Bagian 1 dari 2:

Memahami Cara Kerja Laser

Unduh PDF

1
Sediakan sumber energi. Laser bekerja, atau “melaser”, dengan cara menstimulasi elektron agar memancarkan sinar yang memiliki panjang gelombang tertentu. (Proses tersebut pertama kali disarankan pada tahun 1917 oleh Albert Einstein.)^{[2]XTeliti sumber} Supaya memancarkan sinar, elektron harus menyerap energi terlebih dahulu agar terdorong ke orbit yang lebih tinggi, dan kemudian mengeluarkan energi tersebut sebagai sinar saat kembali ke orbit semula. Sumber energi ini disebut “pompa”.
- Laser kecil, seperti pada pemutar CD dan DVD dan penunjuk laser, menggunakan sirkuit listrik untuk menyediakan arus listrik ke diode, yang berperan sebagai pompa.
- Laser karbon dioksida dipompa oleh arus listrik untuk menstimulasi elektron.
- Laser excimer mendapat energi dari reaksi kimia.^{[3]XTeliti sumber}
- Laser yang dibuat dari kristal atau kaca menggunakan sumber sinar yang kuat seperti lampu busur atau lampu flash.^{[4]XTeliti sumber}
2
Salurkan energi melalui medium penguat. Medium penguat, atau medium laser aktif, memperkuat energi yang dikeluarkan oleh sinar akibat elektron yang terstimulasi.^{[5]XTeliti sumber} Medium penguat dapat berupa salah satu dari benda-benda berikut ini:
- Semikonduktor yang terbuat dari bahan seperti galium arsenida, aluminium galium arsenida, atau indium galium arsenida.
- Kristal seperti silinder rubi yang digunakan pada laser pertama yang dibuat oleh Hughes Laboratories. Safir dan delima, serta serat kaca optik, juga pernah digunakan. Kaca dan kristal tersebut diproses dengan ion-ion dari logam tanah jarang.
- Keramik, yang juga diproses terlebih dahulu dengan ion-ion logam tanah jarang.
- Cairan, biasanya pewarna, meskipun laser inframerah dihasilkan dengan menggunakan gin dan tonik sebagai medium penguat. Makanan pencuci mulut gelatin (Jell-O) juga pernah sukses digunakan sebagai medium penguat.^{[6]XTeliti sumber}
- Gas, seperti karbon dioksida, nitrogen, uap merkuri, atau campuran helium-neon.^{[7]XTeliti sumber}
- Reaksi kimia.
- Sorotan elektron.
- Materi nuklir. Laser uranium pertama kali dibuat pada bulan November 1960, enam bulan setelah laser rubi pertama dibuat.^{[8]XTeliti sumber}
3
Atur cermin-cermin untuk menampung sinar. Cermin, atau resonator, menahan sinar tetap di dalam kamar laser sampai mencapai tingkat energi yang diinginkan untuk pelepasan, baik melalui bukaan kecil pada salah satu cermin ataupun melalui sebuah lensa.^{[9]XTeliti sumber}
- Pengaturan resonator yang paling sederhana, resonator linear, menggunakan dua cermin yang diletakkan berseberangan pada kamar laser. Pengaturan ini menghasilkan sorot tunggal sinar.
- Pengaturan yang lebih rumit, resonator cincin, menggunakan tiga atau lebih cermin. Pengaturan ini dapat menghasilkan sorot tunggal, dengan bantuan isolator optik, atau sorot ganda.
Bersama cermin, lensa membantu memusatkan dan mengarahkan sinar sehingga medium penguat mendapatkan sinar sebanyak mungkin.
Iklan

Bagian 2

Bagian 2 dari 2:

Membuat Laser

Unduh PDF

Metode Satu: Membuat Laser dari Perangkat Laser

1
Temukan toko yang menjual perangkat laser. Anda dapat pergi ke toko listrik atau mencari di internet untuk membeli “perangkat laser”, “modul laser”, atau “diode laser”. Perangkat laser seharusnya meliputi:
- Sirkuit pengontrol. (Bagian ini terkadang dijual terpisah dari komponen lain.) Carilah sirkuit pengontrol yang memungkinkan Anda mengatur arus listrik.
- Diode laser.
- Lensa, kaca atau plastik, yang dapat diatur. Biasanya, diode dan lensa dikemas bersama di dalam tabung kecil. (Komponen ini terkadang dijual terpisah dari sirkuit pengontrol.)
2
Susun sirkuit pengontrol. Banyak perangkat laser memerlukan Anda menyusun sendiri sirkuit pengontrol. Perangkat jenis itu meliputi papan sirkuit dan bagian-bagian terkait, dan Anda harus menyatukan semua itu dengan solder, sesuai skema yang turut disertakan bersama perangkat tersebut. Namun, ada juga perangkat lain yang memiliki sirkuit pengontrol yang sudah tersusun.
- Anda juga dapat mendesain sendiri sirkuit pengontrol, jika memiliki keahlian elektronik untuk melakukannya. Sirkuit pengontrol LM317 merupakan pola dasar yang bagus untuk mendesain sirkuit Anda sendiri. Pastikan Anda menggunakan sirkuit resistor-kapasitor agar energi yang dihasilkan tidak memancarkan denyut berlebihan.^{[10]XTeliti sumber}
- Setelah menyusun sirkuit pengontrol, ujilah dengan menghubungkannya ke diode pemancar sinar (light-emitting diode/LED). Jika LED tidak langsung menyala, sesuaikan potensiometer. Jika masih bermasalah, periksa ulang sirkuit dan pastikan semua bagian terhubung dengan benar.
3
Hubungkan sirkuit pengontrol dengan diode. Jika punya multimeter digital, hubungkan dengan sirkuit untuk mengawasi arus yang diterima diode. Sebagian besar diode dapat mengakomodasi kisaran 30-250 miliampere (mA), sedangkan kisaran 100-150 mA akan menghasilkan sorotan yang cukup kuat.
- Meskipun sorotan yang lebih kuat dari diode akan menghasilkan laser yang lebih kuat, arus tambahan yang diperlukan untuk membuat sorotan tersebut akan membakar dan merusak diode dengan lebih cepat.
Diode seharusnya bersinar terang sekarang.
5
Atur lensa untuk memfokuskan sorot laser. Jika ingin menyorot dinding, atur sampai sebuah titik terang yang bagus muncul.
- Setelah mengatur lensa dengan benar, tempatkan sebatang korek api di jalur laser dan atur lensa sampai kepala korek api mulai berasap. Anda juga dapat mencoba meledakkan balon atau melubangi kertas dengan laser.
Iklan

Metode Dua: Membuat Laser dari Diode Bekas

1
Dapatkan DVD atau Blu-Ray writer bekas. Carilah unit dengan kecepatan menulis 16x atau lebih cepat. Unit tersebut memiliki diode dengan daya keluaran sebesar 150 miliwatt (mW) atau lebih besar.
- DVD writer memiliki diode merah dengan panjang gelombang 650 nanometer (nm).
- Blu-Ray writer memiliki diode biru dengan panjang gelombang 405 nm.
- DVD writer harus cukup dapat berfungsi untuk menulis cakram, meskipun tidak harus sukses. (Dengan kata lain, diode harus masih berfungsi).
- Jangan menggunakan DVD reader, CD writer, atau CD reader untuk menggantikan DVD writer. DVD reader memiliki diode merah, tetapi tidak sekuat DVD writer. Diode CD writer cukup kuat, tetapi memancarkan sinar dalam rentang inframerah, sehingga Anda harus mencari sorot yang tidak dapat terlihat.
2
Ambil diode dari perangkat DVD/Blu-Ray writer. Balik perangkat. Ada empat atau lebih sekrup yang harus dilepas sebelum perangkat dapat dibuka dan diode dapat diambil.
- Setelah perangkat dibuka, akan ada sepasang kerangka logam yang ditahan oleh sekrup. Kerangka tersebut menahan komponen laser. Setelah melepas sekrup, Anda dapat melepas kerangka dan mengeluarkan komponen laser.
- Diode berukuran lebih kecil dari uang logam. Diode memiliki tiga kaki logam, dan bisa terbungkus lapisan logam, dengan atau tanpa jendela pelindung transparan, atau bisa juga terbuka.
- Anda harus mengambil diode dari komponen laser. Untuk mempermudah, lepas dulu heat sink dari komponen laser sebelum berusaha melepas diode. Jika punya gelang antistatik, kenakanlah saat mengambil diode.
- Tangani diode dengan hati-hati, bahkan jauh lebih hati-hati lagi jika merupakan diode terbuka. Siapkan wadah antistatik untuk menyimpan diode sampai Anda siap membuat laser.
3
Dapatkan lensa pemfokus. Sorot diode harus melewati lensa pemfokus agar menghasilkan laser. Anda dapat melakukannya dengan salah satu dari dua cara berikut ini:
- Gunakan kaca pembesar sebagai pemfokus. Gerakkan kaca pembesar sampai menemukan titik yang tepat untuk menghasilkan sorot laser, dan itu harus dilakukan setiap kali ingin menggunakan laser.
- Dapatkan perangkat tabung lensa dengan diode laser berdaya rendah, seperti 5 mW, dan ganti diode tersebut dengan diode dari DVD writer.
5
Hubungkan diode ke sirkuit pengontrol. Hubungkan kaki positif diode ke timbal positif sirkuit pengontrol, dan kaki negatif ke timbal negatif. Lokasi kaki diode bervariasi, tergantung pada apakah Anda menggunakan diode merah dari DVD writer atau diode biru dari Blu-Ray writer.
- Pegang diode dengan kaki-kaki menghadap ke arah Anda, dengan diputar sehingga pangkal-pangkal kaki membentuk segitiga yang mengarah ke kanan. Pada kedua diode, kaki di atas adalah kaki positif.
- Pada diode merah dari DVD writer, kaki di tengah, yang membentuk puncak segitiga adalah kaki negatif.
- Pada diode biru dari Blu-Ray writer, kaki di bawah adalah kaki negatif.
Iklan

Tips

Semakin kecil Anda memusatkan sorot laser, semakin kuat laser tersebut, tetapi hanya akan efektif pada jarak fokus tersebut. Jika difokuskan pada jarak 1 m, laser hanya efektif pada jarak 1 m. Saat tidak ingin menggunakan laser, buyarkan fokus lensa sampai sorot laser yang terbentuk kira-kira sebesar diameter bola pingpong.
Untuk melindungi perangkat laser yang Anda buat, simpanlah di sebuah wadah, seperti lampu senter LED atau tempat baterai, tergantung pada seberapa kecil sirkuit pengontrol Anda.

Peringatan

Jangan menyorotkan laser ke permukaan yang memantulkan sinar. Laser merupakan sorot sinar dan dapat dipantulkan sama seperti sorot sinar tidak terfokus, hanya saja dengan konsekuensi yang lebih besar.
Selalu kenakan kacamata yang khusus untuk panjang gelombang sorot laser yang sedang Anda kerjakan (dalam kasus ini, panjang gelombang diode laser). Kacamata laser dibuat dengan warna yang menyeimbangi warna sorot laser: hijau untuk laser merah 650 nm, merah-oranye untuk laser biru 405 nm. Jangan menggunakan helm las, kaca riben, atau kacamata hitam untuk menggantikan kacamata laser.
Jangan melihat ke sumber sorot laser ataupun menyorotkan laser ke mata orang. Laser kelas IIIb, jenis laser yang dibahas di artikel ini, dapat merusak mata, bahkan dengan penggunaan kacamata laser. Sembarangan menyorotkan sinar laser juga merupakan tindakan pelanggaran hukum.

Hal yang Anda Butuhkan

Perangkat laser atau sirkuit pengontrol dan komponen tabung lensa/diode yang terpisah
Diode DVD writer atau Blu-Ray writer diode (tidak wajib)
Solder (jika membuat sendiri sirkuit pengontrol)
Kawat timah (jika membuat sendiri sirkuit pengontrol)
Obeng (jika membongkar DVD writer)
Tang atau pinset (jika membongkar DVD writer)
Sakelar (tidak wajib)
Kabel spool (untuk menghubungkan diode ke sirkuit pengontrol dan sirkuit pengontrol ke sumber energi)
Baterai (dianjurkan berjumlah setidaknya 6 volt)