Тема: зеркало

[Максим2]

Здравствуйте, надумал восстановить китайскую трубку 80вт СО2 1600мм , в ней прогорело задние зеркало. По плотности выяснил что оно из кремния, отражающая сторона позолочена. Но не знаю какое оно должно быть, плоское или плосковогнутое. Плоское купить не проблема, их на али экспрессе полно, а вот плосковыпуклых не густо R=1.2.3.4.5.6 метров. И подскажите на какой газовой смеси она работает.
Прошу разъяснить специалистам по линзам и газу,а может у кого и зеркальце волшебное завалялось.

[Gall]

Газ - смесь, состоящая в основном из гелия с небольшой добавкой CO2. Могут быть добавки других газов. Составы смесей бывают разные, у любой есть достоинства и недостатки.

Зеркало необязательно ставить точно такое же, как было, если получится работоспособный резонатор. Из зеркал обычно хотя бы одно вогнутое, причем радиус кривизны равен либо половине длины трубки, либо длине трубки. Если одно из зеркал плоское, то радиус кривизны второго берется вдвое больше (как если бы трубка была вдвое длиннее).

Если испорченное зеркало хоть что-то отражает, вы сможете измерить его радиус кривизны с помощью кустарных средств. В видимом свете. Или даже просто измеряя толщину в разных местах с помощью стрелочного индикатора.

[avrerum]

Добавлю , что основной обьем там азот с гелием, а со2 раз в 10 меньше.
Вот кстати интересная статейка о самодельном СО2.

[Максим2]

Уважаемый Gall, что-то я совсем запутался, с ваших слов , если хоть одно вогнутое (то есть второе плоское) то R= 0,5 или 1,0 длины трубки, и если одно плоское то второе R=2 длины.Где-то опечатка. Моё зеркало похоже плоское, пробовал сегодня смотреть в него на отражение соседнего дома , дом не искажается.
Спасибо avrerum за статейку,очень познавательно, нашел в ней процентовку смеси газов (9.5% CO2, 13.5 % N2, and 77 % HE),правда у него трубка с продувкой газом ,а у меня запаянная, не знаю есть ли в этом разница и зеркало у него с радиусом 5м.

[avrerum]

Глухое зеркало у вас по любому вогнутое!С большим радиусом кривизны!Я-бы вам посоветовал снять с него остатки слоя позолоты и на него-же в вакууме напылить позолоту!И радиус кривизны останется тот-же!А прокачка смеси у человека из-за видимо небольшого натекания в трубку!!!Да и еще прокачка увеличивает мощность(газопроточный лазер мощнее отпаянного!).
Да еще я встречал в литературе что используют воздух с СО2 и немного гелия но КПД будет немного ниже из за присутствия кислорода.

[Gall]

С кривизной зеркал разобраться просто, если понять ее логику.

Пусть оба зеркала одинаковые. Тогда обычно их ставят одним из двух способов: либо конфокально, либо концентрически. Первое означает, что центр кривизны каждого зеркала лежит на противоположном зеркале, второе - что центры совпадают. Стало быть, в первом случае радиус кривизны равен длине трубки, а во втором - половине длины.

Теперь пусть зеркала разные. И для простоты, пусть одно из них плоское, а второе вогнутое. Как тогда определить кривизну вогнутого зеркала? Оказывается, достаточно посмотреть на его отражение в плоском зеркале и представить, что это второе вогнутое зеркало и есть:

Код: [Выделить]

(-------------------------------)
                |---------------)
Получается, что трубка с одним плоским зеркалом - это как бы половина трубки с двумя плоскими зеркалами. А зеркало для нее выбирается как для "целой" трубки. Поэтому получается, что его радиус кривизны надо брать вдвое больше, т.е. так, как если бы трубка была вдвое длиннее.

Итого: при двух одинаковых зеркалах R = 0.5L или R = 1.0L, при одном плоском R=1.0L или R=2.0L. В обоих случаях лазер будет работать, но будет слегка различная структура луча. Можно брать и другие значения кривизны (скажем, R=0.7 для одинаковых зеркал), при этом структура луча снова будет слегка иной. (У промежуточных значений преимуществ нет, поэтому на практике делают одно из крайних).

Бывают и другие схемы. Классика - схема с двумя плоскими зеркалами. Она вполне работоспособна, но ее очень не любят. Она капризна и неустойчива к юстировке, поэтому ее избегают. Бывают схемы с зеркалами разной кривизны и даже с выпуклыми зеркалами (одно вогнутое, другое выпуклое). Так делают, когда надо почему-то сместить перетяжку луча от центра лазера. Это делают как раз в CO2-лазерах, но в очень мощных - вряд ли ваш случай.

Точный рецепт газовой смеси особой роли не играет. CO2 в районе 10%, это единственное, что действительно важно. Газы можно брать не очень чистые, но избегайте воды. Пропустите смесь через хлористый кальций.

[Gall]

Глухое зеркало у вас по любому вогнутое!С большим радиусом кривизны!Я-бы вам посоветовал снять с него остатки слоя позолоты и на него-же в вакууме напылить позолоту!И радиус кривизны останется тот-же!

Радиус измерить можно. Кстати, о птичках - по кольцам Ньютона же можно. Или по фокусировке солнечного света. Солнце можно рассматривать как источник очень параллельного луча. Попробуйте сфокусировать зеркалом солнце на картонку. Фокусное расстояние будет равно половине радиуса кривизны. (Жаль, метод от погоды зависит...)

[avrerum]

Кстати в газопроточных и газодинамических, буферный газ не гелий, а пары воды  . Но там смесь протекает в резонаторе!!!

[avrerum]

Глухое зеркало у вас по любому вогнутое!С большим радиусом кривизны!Я-бы вам посоветовал снять с него остатки слоя позолоты и на него-же в вакууме напылить позолоту!И радиус кривизны останется тот-же!

Радиус измерить можно. Кстати, о птичках - по кольцам Ньютона же можно. Или по фокусировке солнечного света. Солнце можно рассматривать как источник очень параллельного луча. Попробуйте сфокусировать зеркалом солнце на картонку. Фокусное расстояние будет равно половине радиуса кривизны. (Жаль, метод от погоды зависит...)

От солнца, плохой вариант.Сегодня вогнутое хотел замерять от гел-неона и точно не смог определить ибо пятно не в точку фокусируется а именно пятно с определенной продолжительность вдоль перетяжки практически одинакового диаметра.Более точно смог от спирали лампы накаливания расположенной как можно дальше от зеркала.Спираль в тонкую полоску фокусируется более-менее сносно но тоже там есть промежуток несколько (до 5см) когда оно тонкое и точно не скажешь где точно фокус (думаю по центру этой перетяжки).

[Максим2]

Спасибо, теперь стало понятно по поводу зеркал. Газовую смесь я думаю буду заказывать готовую, может и сдесь http://www.niikm.ru/products/laser_mixture/

[Gall]

От солнца надо через темное стекло смотреть, тогда видно четко. Просто пятно получается такое яркое, что глаз не может разглядеть детали. При хорошей фокусировке можно даже детали на Солнце разглядеть (может потребоваться смотреть на экран в лупу).

Пары воды на лазерной генерации не сказываются, но вода с CO2 в смеси образуют агрессивную среду, они реагируют друг с другом. Во-первых, электроды портят, во-вторых, сам состав смеси нарушают. Вода и кислород - самые разрушительные вещи, если, конечно, схема не предназначена специально для работы с ними.

[V. Frankenstein]

вообще говоря в отпаянном УГ-лазере пары воды играют важную роль в предотвращении диссоциации СО2 на СО, в противном случае генерация на 10 микронах быстро срывается без смены смеси. Пары воды же делают реакцию диссоциации обратимой и поддерживается постоянное количество СО2. Вместо воды можно применять водород.

[Gall]

Лучше все же водород. С водой, повторяю, работать можно, но она требует правильного материала электродов и стекла. Если не знаете, что там было, безопаснее считать, что воды там не было. К тому же водород очень качественно поглощает остатки кислорода. Сам он, правда, диффундирует в металлы и делает их хрупкими, но на этот эффект можно плевать, лазер - не газовый баллон.

[Максим2]

Как я понял, вы рекомендуете в смесь (9.5% CO2, 13.5 % N2, and 77 % HE) добавить Н , сколько его в процентном содержании добавить? Посоветуете, на что лучше приклеить линзу к стеклу. Эбоксидка ЭДП подойдёт, или лучше что-то другое.

[Gall]

Я дома посмотрю точные составы смесей. Вообще при таком количестве азота сам азот тоже может играть такую роль. И, кстати, стенки трубки тоже. (Пакостные следствия из закона сохранения импульса применительно к атомным уровням).

Существует "правильная" эпоксидка для вакуумных трубок. Она не газит. Если дорого, возьмите импортную "пятиминутную" эпоксидку из шприца. ЭДП лучше для таких задач не брать: это остатки со дна цистерн непонятного и непредсказуемого состава, у нее совершенно разные свойства в разных партиях. А как юстировать будете?