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DIYer: Kyerohtaron 制作时间: 很难估算 制作难度: ★★★☆☆ GEEK指数: ★★★★☆ 编译来源: I9 r3 w! K. Q0 a: q
激光器既有趣又有用，它可以照射远处，点燃物体，分析化学物质，在表演中打动人心，以及做其他许多很棒的事情！那么，为什么不自己从头做一个呢？% ^( f9 @3 H9 P; h) X2 o$ F; o
首先是安全声明，这个制作有一定的危险性。
" S/ n7 C- s5 m; _6 R* I按照一般的安全常识和这里的建议操作的话，它应该是安全的。
0 s* {, R" L" y! Z* e0 u* a这是个历史悠久的制作，我的资料来源如下：. x# i# _/ X, L: X& V1 u
Nyle Steiner的网页
1 t4 j; n7 H. y7 [Joss研究所
" ^+ R5 n- p' H C+ ]山姆的激光制作常见问题2 `- A; t! A1 k9 ]/ o: S
教授的自制激光器网站
5 k5 r& f3 [. T0 `' Q) B维基百科; Y: T6 t$ ]# ~
知识准备
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在开始之前，有些原理性问题要先搞清楚。
( Y( Q" y0 Q# |4 ^) X2 M+ m( x什么是TEA激光？
0 @. s1 {* M2 }) l, F4 T简而言之的话，TEA是横向激励气体激光器（Transversely Exited Atmosphere Laser）的缩写。真正的TEA氮激光器用纯净的氮气工作在恒定的压力下，但是我打算制作的只需要随处可见的空气就行,也没有使用两端的反射镜。TEA激光器的原理是利用高压放电激发电极通道中的氮分子产生激光，可以在这里找到详细信息：
r& T, R8 L; b教授的自制激光器网站- M1 w& u5 r! ]+ }7 O5 j) m6 A9 X9 h
安全提示
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原理很简单。但是要注意的是，它出射激光的峰值功率比激光笔大很多，并且是337nm的不可见紫外线。这意味着应该做好防护，任何时候不要让激光束离眼睛太近。 N+ U5 N& L$ `, c5 c X/ \( |
我觉得来一个能够阻挡紫外线的焊接护目镜会更好。- `- S& r+ J7 C/ C
这个项目中有高电压，不小心的话容易搞到你自己（这个后果是什么，大家懂得……）。 调整东西前记得放电。如果心脏不好或者用着起搏器，千万别玩这个。高压工作时需要不少护具，比如橡胶手套。8 G, `8 ]5 t+ \5 L; P
火花放电会产生大量的电磁脉冲，干扰甚至破坏周围的电子设备。不想弄坏东西的话，手机之类的东西还是挪远点的好。
. _; i0 x, J( y多通风。放电会产生一堆臭氧，那东西可不好玩……
0 Q$ W2 i7 N: p ]* L2 a 你需要的装备
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需要的工具：
5 M5 u4 W7 F7 l8 y# m● 剪刀（用来剪铝箔，纸张，塑料板和电线）● 记号笔（用来记录测量结果）● 尺子或者卷尺● 胶带● 砂纸或砂布（用来打磨电极）● 其他你能想到的工具（比如说尖嘴钳就很方便） 安全护具
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安全护具：: [! q0 [: x! a: E6 T: \$ x9 O
● 厚的橡胶/丁腈橡胶手套。不想被电击的话戴上。● 防紫外护目镜。激光毁眼睛，你知道的。● 绝缘柄螺丝刀。用来给电容或者火花间隙放电。● 电源插板。可以用来安全开关激光器，上面除了开关还有熔断器和断路器，可以帮助防止各种电气事故。● 灭火器，任何实验必备。 材料
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耗材有：
$ U% q# e9 v" M; ~; U+ k/ Y! {○ 高压电源。最好是直流高压（交流的需要一些转换工作），电压至少4千伏。我从旧的负离子发生器上拆了个，但是网上其他类似的高压发生器也都能用。○ 一些牢固的绝缘板。用来组建激光器。干燥的木料不错，玻璃或者玻璃纤维板会更好。我用的是张木桌，但应该有更好的选择。○ 铝箔。用来做电容极板，烧烤用的那种就好。薄的金属箔更好用，但是不容易裁剪，粘贴时也容易撕裂。○ 塑料布。用来做电容器的介质。薄且绝缘的都能用，比如胶片，文件夹之类。我用的是聚酯薄膜。○ 粗铜线或电阻。这会成为横跨顶部两个电容极板的电流通道。电线绕成电感或者用电阻都可以，但是电感好些，因为电阻长期工作以后会发热。○ 1/8英寸(约0.3厘米)厚的角铝或者其他均匀准直的导电体。每个电极导轨需要两条长度相等的角铝，我的长10英尺。打磨抛光去掉所有的毛刺或砂眼，以及尖锐棱角。○ 火花隙。实际上是个高压开关。我用了几个硬币，你可以有更具创造力的想法。○ 一些荧光灯。这是激光照射的目标。虽然紫外光人眼不可见，但是照射到荧光粉之后会发出荧光。那种加了很多荧光增白剂的白纸和白衣服也都可以。○ 石头。用来做为重物保持良好的接触。 规划蓝图
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你想做多大的激光器？
8 m# F1 _! Y& F; X$ ~$ C小的激光器不比CD大，大的可以占据整间屋子。整个激光器的尺寸由电极尺寸决定，我将电极尺寸定为10英尺然后估计了其他部件的尺寸。但是尺寸要求并不严格，只要大小比例大致相同可以随意放大。
# Z. n5 @8 b. W, B5 k: R U如果你想重复我的实验，可以参照这个：# r2 i9 I+ n3 Q z/ x
电极导轨（角铝） - 10英寸(25.4厘米) 底部的电容极板 - 12英寸(30.48厘米)x 12英寸(30.48厘米) 顶部的电容极板（两片） – 10英寸(25.4厘米)x 5英寸(12.7厘米) 绝缘介质 - 17.5英寸(44.45厘米)x 11.5英寸(29.21厘米)& Q$ S3 L$ P" M" _1 N& ^
裁剪部件
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小心测量金属箔和介质片然后裁剪。裁剪铝箔时注意边缘平整，照片上的这个没有切好。
( H# I& o/ u9 m8 B; r' V7 p4 j! x3 T G如果长度不合，测量需要的电极（角铝）长度然后锯断。避免产生弯曲或者凹陷，因为这会让电气连接变差。
3 P; Z* w. h; {9 A 制作电容
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将下电极板放到你的基座上，如果你不像我这样做了个不能移动的基座，在边缘留下些空间比较好，这样方便挪动。
4 M7 r/ T5 X1 W9 |0 |$ t5 A- {! e将电介质片用胶带粘到下电极板上。让介质完全覆盖下电极板的两边以避免打火，然后在侧面留下一个暴露的小区域，这里提供了一个附带的火花间隙。另一边留下一角铝箔用来连接电源。或者可以盖住三边，然后将电源连接处兼作火花隙。( q; e: Q$ T8 O+ G! c
放下两个顶部电容极板并粘好，两个极板之间留下1~2mm的间距。- z% r2 g/ b p4 D
直流通路
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使用电感的话，像图中那样用长铜线绕上10~20圈。用钳子和扫帚柄之类的模板会更加方便。% v0 T4 x3 g$ b/ H: o
用电阻的话什么都不用做。
+ Q& r1 V }8 P: l& ]它们的作用都是在短时间内阻止电流变化，但是可以作为直流通路。
, H6 ]. G2 b/ `1 a) h2 e* X 组装
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最有趣的部分来了！ q: S; [8 u& ^( A, Q. a
1．在顶部粘贴上电感或电阻，小心不要损坏金属箔。0 R1 R; F7 r7 Z0 @3 F6 S$ U9 C
2．将电极放到顶部的电容极板上，间距1.5mm（稍后需要调整）。照片显示的是我最终的间距，但各人的设计不同这个也会变化。
' p4 Q& g* `$ G! i& n3 q6 u, `3．安放火花间隙，开始的时候留下3mm的间隙，但这个电极间距一样需要调整。1 `) S0 b( Z' w } o7 n$ x& w3 h
4．在电极上面放一些重物，使之接触良好，我放了工业继电器和一些石头，够重的都行吧。: l) L; u* ?& y
5．确保关掉电源，然后将高压电源如图连接到激光器，可能也需要一些重物压紧接触处。
4 D4 W% B N4 M3 k1 V( G6．拿万用表测试所有的电气连接，避免之后出问题。3 ~; @# _; w+ C. F
合上开关
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如果你运气够好，现在激光器就能工作了，你会听到脉冲打火的声音，并且在目标物上看到可见的光点。: D! k4 D2 i2 K( n7 w5 z9 _; r
现在需要一些安全装备，要调整间隙的话绝缘手套是必须的。
& H! o/ t# ]5 [, X B 如果不工作怎么办？
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希望这些小点子能在调试时帮到你。. i9 A7 S8 P2 n3 N! s
将电极导轨平行移开，或者减小导轨长度。我的电极长15英寸的时候有这个问题。: ~6 P/ t' | g: ]) B% p" P( u
如果你看到导轨间明亮的电火花，把它们挪近一些。7 z5 a4 K' Z- z# Y2 |! q
如果听到一声巨响之后平息，那么大约电介质已经击穿出一个洞了。如果换了电介质后还是一直这样，缩短火花间隙或者增加介质的厚度。
; b" V* d& a7 J h如果看上去一切正常就是没有激光，可以试着改变火花间隙的距离。4 V8 [3 ]. t) T# P2 Z, ~9 W
如果感到沮丧了，休息一下！事实上我的这个项目在一串失败之后差不多中断了一年。。。7 d: Y' b- T2 [0 X: ?* l
DIYer签到处 编辑: 秦皇汉武 果壳DIY站QQ群：132647923, 2群：179240860（加入时请报上你在果壳的个人主页地址，以防广告ID）
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发表于 2015-10-8 10:27
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