Тема: Лазер из двух алюминиевых труб

[nerv]

Идея изготовить корпус-катод из цельной болванки мне кажется очень сомнительной, если честно. Просверлить отверстие в заготовке длиной 1000 и более мм.... На пушечном заводе можно 
Насчет диэлектрика и его обгорания - спорный вопрос. Диэлектрики всякие есть. Можно оксидировать ту же алюминиевую трубку. Или как вариант "домашней" конструкции - обмотать ее тонкой проволокой виток к витку. Размер неравномерноестей можно подобрать диаметром проволоки или шагом намотки. В общем надобно поэкспериментировать.
А из плюсов такого лазера мне видится вот еще что: Он будет заметно прочнее своего стеклянного аналога

[Gall]

Во всех металлических конструкциях очень уязвимы герметичные вводы, так что вопрос прочности спорный. Спаи ковар-стекло очень надежны и не натекают. Хрупкость - да.

Болванка не обязана быть цельной. Можно сложить из двух половинок с полукруглым вырезом, тогда делается фрезой.

Тонкий слой диэлектрика по краям в любом случае будет отслаиваться из-за градиентов температуры в разряде. Слой диэлектрика должен быть таким, чтобы он мог сохранять жесткость независимо от наличия или отсутствия алюминиевой трубы.

[nerv]

Окна можно крепить фланцами через вакуумную резину, тогда все это дело можно вынести за пределы "горячей зоны"

[Gall]

Тогда непонятно, на чем центральный электрод держаться будет.

[Охотник]

на алюмишке можно нарастить пленку оксида методом микродугового оксидирования-чем не диэлектрик

[nerv]

Есть идеи по поводу крепления, расскажу чуть позже.

[Gall]

на алюмишке можно нарастить пленку оксида методом микродугового оксидирования-чем не диэлектрик

Не осыпется от перепадов температуры? Они там большие, а коэффициенты расширения корунда и алюминия уж очень сильно разные.

[nerv]

А попробуйте нагреть и охладить оксидированную алюмишку. Обсыплется?
Сколько ни пробовал, не обсыпается. Может что-то неправильно делал

[вв-21]

на алюмишке можно нарастить пленку оксида методом микродугового оксидирования-чем не диэлектрик

А какое напряжение может выдержать этот слой?
По поводу позиционирования центрального электрода тоже идеи есть, но пока послушаю более мудрых... Кстати, какие условия требуется соблюсти одновременно чтобы изготовить лазер  наименьших габаритов при наибольшей мощности? Ну, например, повысить давление газа до 25 атмосфер, возможно, обеспечить его прокачку, увеличить диаметр, уменьшив при этом его длину, применить поперечный разряд вместо продольного, прокачку выполнить тангенциальной подачей, внутренний электрод (трубку) выполнить в виде тепловой трубы... Все это достаточно просто реализуется если внешний электрод (корпус) и внутренний выполнить из металла.
Да, еще момент. Внешняя (да и внутренняя) труба обязательно должна быть круглого сечения? Если применить квадратные то объем газа будет побольше, при практически одинаковых габаритах.
ВВ.

[Gall]

А попробуйте нагреть и охладить оксидированную алюмишку. Обсыплется?
Сколько ни пробовал, не обсыпается. Может что-то неправильно делал

Сплошной не обсыплется, конечно. А вот с дырками, да при разряде через дырку - очень даже, на краях дырок будет большой градиент температур, алюминий будет вспучиваться и создавать трещинки от краев отверстия. К тому же у оксидированного алюминия тонкий слой оксида, который достаточной изоляции не дает.

А какое напряжение может выдержать этот слой?

От толщины зависит, но если по обычной технологии делать - пробьет.

Кстати, какие условия требуется соблюсти одновременно чтобы изготовить лазер  наименьших габаритов при наибольшей мощности? Ну, например, повысить давление газа до 25 атмосфер

Точнее: сделать, чтобы количество вещества в рабочей области было достаточно большим. Самый простой вариант, конечно - использовать лазер другого типа, твердотельный. Для газа - повышать давление или увеличивать рабочую область.

применить поперечный разряд вместо продольного

При достаточно малых габаритах продольный тоже можно. Поперечный разряд устраивают, потому что короткий разряд сделать легче, чем длинный. В очень маленьком лазере, возможно, придется разряд делать именно продольным, иначе появится проблема выгорания (травления) электродов при большом токе.

Внешняя (да и внутренняя) труба обязательно должна быть круглого сечения? Если применить квадратные то объем газа будет побольше, при практически одинаковых габаритах.

Полезный объем газа значительно уменьшится. Разряд в квадратной трубке никогда не займет всю трубку. Да и луч желательно делать круглым - некруглый луч растеряет мощность на этапе фокусировки. В квадратной трубке разряд вообще пойдет только в самых узких местах.

Лучше рассмотреть конструкции с другим расположением электродов - не коаксиально. Лазеру все равно, в каком направлении идет ток, при условии, что ток идет через весь полезный объем.

Тут такое замечание. Для технологических процессов обычно есть хорошая альтернатива увеличению мощности лазера - уменьшение диаметра пятна фокусировки. Чем тоньше луч, тем больше плотность энергии в луче, тем выше температура даже при той же мощности. Поэтому имеет смысл делать луч достаточно когерентным, и вряд ли стоит повышать мощность за счет ухудшения структуры луча.

[nerv]

По последнему пункту совершенно согласен. Тем более малое пятно дает более высокое качество обработки.

[Gall]

И на самом деле еще одна альтернатива есть - переход от тепловой обработки (нагрева-плавления-испарения лучом) к лазерному травлению и лазерной абляции (химическая реакция, вызванная электромагнитным полем луча). Это происходит, если мощность очень велика (МВт-ГВт) при очень коротком импульсе (и это тот редкий случай, когда в импульсе играет роль не только энергия импульса, но и пиковая мощность). Средняя мощность для этого нужна меньше, чем при "прожигании" лазером, и может быть даже меньше 1 Вт.

[nerv]

С травлением тоже не все просто. Лазер-то упрощается, а вот остальное добавляется. В итоге сложность всей установки если и меняется, то в большую сторону.
Обработку больших объемов материала абляционным методом сложно представляю, если честно. И средняя мощность нужна тоже очень немаленькая. Для испарения материала нужна энергия. Для большого объема - много энергии. Иначе скорость обработки будет очень маленькая, либо это все будет пригодно только для микромасштабов.

[Gall]

Верно. Опять же, при обработке очень больших заготовок лазер теряет свои преимущества перед традиционным резанием. Так что от задачи зависит. Очень мощных резаков делают, наверное, не потому что не получается, а потому что грубо резать большую заготовку можно и ленточной пилой, а для точной резки и меньшей мощности хватает. Отвод тепла, к тому же.

Абляцией на воздухе, кстати, очень хорошо рисунки наносить. На ювелирку особенно.

[вв-21]

А какой ток предпочтителен у разряда? Постоянка? Переменка? Пульсируюущий? Я понимаю, "задача" питающего разряд тока, вызвать свечение? Т.е. поток фотонов?
Для корпуса лазера из металла принципиально не подходит продольный разряд. Тяжело заизолировать вдоль, полтора метра трубы от изначально необходимого для пробоя такой длины высокого напряжения. Потому остается поперечный разряд, а раз так, то необходим либо центральный электрод, либо что-то вроде прямоугольной трубы у которой противоположные стенки из диэлектрика...
ВВ.