Тема: Рубиновый лазер от avrerum

[avrerum]

Ну вот наконец-то я закончил сборку первого рубинового лазера 
Собрал с нуля, конечно не без помощи nERV-a, Silverray-a и romiro966 огромное им спасибо!!!
Квантрон сам собрал можно сказать из "веток и листьев" но генерит...нужно подвысить энергию а то 360Дж для ИФП800 как-то смешно будет...да и выходное зеркало пока с каретки использую оно пропускает где-то 10-15% всего...этого вроде как мало будет!
Ну а теперь вот отчетик!
https://www.youtube.com/watch?v=2EkhV03eSF0
https://www.youtube.com/watch?v=3jRb9-vYty0&feature=youtu.be
https://www.youtube.com/watch?v=_-QL2D5sILk

[Gall]

И сколько на выходе?

[avrerum]

Лазерометра нет для импульсного... а пельтьеметр думаю не среагирует!!! Вдуваю 1350В 400мкФ (364,5Дж) а на выходе х.з. выходное зеркало мало пропускает...нужно стеклянные пластины еще раз попробовать склеить вместо выходного зеркала...
Делал и на 2 пластинах  и на 4-ех или пластины не те  , или мощности накачки мало...
Буду повышать напряжение для питания ИФП800 до 2000В ибо капов нет больше для увеличения емкости...

[avrerum]

Вот в полумраке снял на 3 метрах от лазера...
https://www.youtube.com/watch?v=rqal6t4z_lU&feature=youtu.be

[Gall]

В принципе выходное зеркало рано или поздно пропустит ВСЕ, даже если у него 0.1% пропускания. Просто потому что излучению деваться больше некуда. Если потери на зеркалах и на паразитные отражения поддаются оценке, то можно посчитать все это довольно точно. Сюрпризы бывают со стороны КПД накачки, а вот зеркала как раз более чем предсказуемы.

[avrerum]

ну а накачка то чего? У меня ИФП800 и диффузионный отражатель!внутри квантрона дистиллированная вода. А из за меньшего пропускания выходного зеркала мощность не падает? Да и энергия не меньше из за потерь на долгом переизлучении в квантроне???

[Gall]

Зависимость от выходного зеркала очень простая.

В ИДЕАЛЬНОЙ системе от выходного зеркала мощность не зависит. Любой фотон, который образовался, рано или поздно выйдет наружу. Увеличение коэффициента отражения даже повышает КПД, поскольку каждый фотон проходит через кристалл много раз, а значит, энергия кристалла используется полнее.

В РЕАЛЬНОЙ системе коэффициент отражения влияет на то, насколько сильно работают потери. Если отражение, допустим, 1%, то фотон в среднем отразится туда-сюда около 100 раз, прежде чем выйдет наружу. Если зеркала (особенно заднее зеркало) не очень хорошие, то у фотона в 100 раз повышается шанс поглотиться на этом зеркале. Ну и на других оптических компонентах тоже. Увеличение отражения выходного зеркала просто повышает потери на заднем зеркале.

[Gall]

А с накачкой как раз сложно. Там очень много факторов, связанных с длительностью и формой импульса. КПД очень зависит от того, на каком этапе разряда конденсаторов была достигнута инверсия заселенности и как долго она держалась. Если у лампы неудачная форма импульса, то лазерная генерация будет только на пике импульса, а остальной импульс пойдет коту под хвост. Так бывает, если импульс слишком длинный, или наоборот, если слишком короткий и "перекачивает" кристалл (тогда большие потери на некогерентное излучение в стороны). Магия с дросселями и мелкими дополнительными емкостями в цепи питания лампы может очень сильно повысить КПД.

[avrerum]

Ясно! Буду с дросселем химичить!!!

[Gall]

Пока обедать ходил, вспомнил еще теорию именно про рубин.

Рубиновый лазер - вещь гаденькая, потому что он трехуровневый. Хотя он внешне похож на Nd:YAG, физика совершенно другая. В отличие от граната, рубин поглощает свое собственное излучение, когда он не накачан. Поэтому, как только заселенность основного состояния начнет расти, генерация прекращается.

Поддерживать основное состояние незаселенным практически невозможно - для этого требуется накачка космической мощности. Поэтому рубин в непрерывном режиме не работает. Он всегда импульсный. И идея как раз в том, чтобы успеть получить полезную генерацию со всего кристалла сразу, до того, как основное состояние забьется электронами. А поэтому очень критичным становится соотношение длительности накачки и времени жизни метастабильного уровня. Основная часть накачки должна произойти до начала генерации. Когда генерация уже идет, КПД резко падает.

А дальше мешает уже физика лампы. Разряд загорается не мгновенно, а слишком короткий импульс может взорвать лампу. Попытка сделать импульс коротким за счет быстрого разряда конденсатора может дать обратный эффект - медленный розжиг. Идеальная форма импульса такая, чтобы дать лампе как следует ионизироваться, и только потом вжарить полную мощность. Причем вжарить именно импульсом прямоугольной формы, а не высокой иголкой с длинным хвостом. На хвосте генерации все равно не будет, только лампу зря мучить. Факторов очень много, а осциллографов, способных показывать форму СВЕТОВОГО импульса, у любителей нет, поэтому получается алхимия и особое искусство.

(Форму светового импульса измерить очень трудно: любой фотодиод или ФЭУ имеет собственную инерцию, сравнимую с инерцией лампы. Один из возможных методов - механически развернуть импульс на фотопленку, а после проявки пленку фотометрировать. Понятно, почему "простым" этот метод не назовешь.)

[avrerum]

Да уж, хлопотное дело что-б оптимизировать работу рубинового

[avrerum]

Вот сегодня в разных режимах напряжения пробовал пускать и по фото видна разница яркости пятен!!!Самая яркая при 2025В -820Дж потом чуть слабее 1900В-722Дж и самое слабое 1800В-648Дж!!!

[avrerum]

Да и еще глухое зеркало стало выгорать...нужно искать выходное с большим пропусканием...а вместо глухого зеркала призму ПВО нужно...

[Gall]

А глухое что собой представляет?

[avrerum]

Диэлектрическое с каретки DVD! 660нм пропускает пару %... Перед использованием все (и зеркала и торцы рубина) протиралось ацетоном а затем сухой салфеткой... Странно но выходное не выгорело...
Вот на фото выгорание зеркала