Тема: Азотный лазер

[ozzy_72]

А как по вашему стоит делать хороший азотный лазер?   Допустим потратится на баллон с азотом я могу, схемой высоковольтника расживусь.  Как лучше делать собственно лазер, я не смог найти описание промышленных конструкций.  Чтоб понять как надо правильно.

[AlexDark]

Промышленный - это ЛГИ-21 - капилляр с продольным разрядом. а так их конструкций полным-полно есть - в журналах, да и в инете.

[avrerum]

Пусть человек определиться сперва, какой тип он желает сделать ТЕА (высокого давления), или разряженный газ (LE-типа)

[Gall]

Да учебный азотный и на воздухе вместо азота запустить можно. Вопрос, зачем.

Я лично у азотника знаю два применения:
1) Накачка лазеров на органических красителях.
2) Учебное: "мой первый лазер".

Для всего остального эти лазеры не годятся: плохая когерентность, большая расходимость, маленькая энергия импульса, а при разумных мощностях очень большие габариты (я встречал до 2 метров длиной). Если нет задачи качать красители, то делать это стоит разве что из баловства. А если красители, так тогда сначала надо с красителями определиться. (При наличии альтернатив я бы с красителями связываться не стал, не для слабонервных.)

[avrerum]

Вероятно второй вариант у человека, для самоутверждения, типа того... 

[Gall]

Ну, не только для самоутверждения. Это может быть очень хороший учебный проект, какое-то применение для высокого напряжения (ну чтобы не только искры делать), это великолепная курсовая работа. Да мало ли. Просто чудес от этой техники ждать не надо. Практическое применение одно: накачка лазеров на красителях. За исключением этого, на азотный лазер можно только любоваться.

[avrerum]

Скажем-так, в быту он практической пользы не принесет (а судя по всему человек дома его собирать собрался), так-же и накачиваемые красители (которые применяют чаще всего в научных исследованиях и разделении изотопов, впервые такую установку увидел в ДГУ в 80-ых годах еще школьником,правда что именно разделяли не помню, вроде серу если память не изменяет... там и разжился впервые родамином 6Ж, который до сих пор остался)...

[ozzy_72]

Насчёт применения азотного лазера. 
Учебная работа сыну для МАН  (малая академия наук)  но это как вариант, потому что я действительно не вижу его дальнейшего применения. И Исследовательской части в этой работе не будет.  С высоковольтным напряжением мы уже развлекались в разных опытах,, самодельные управляемые разрядники, умножитель Аркадьева - Маркса, самождельный электростатичекий генератор с моторчиком, с облюдением ТБ иначе не писал бы тут ничего   поэтому азотный лазер привлёк.

Но поскольку работу хотелось бы сделать с развитием на три года 9 - 11 классы, то похоже азотный лазер не очень нас порадует.
   смотреть в направлении спектроскопии комбинационного рассеивания, это и мне интересно, по этому поводу я в соответсвующей ветке пишу, но там надо разобраться сколько туда первичных капиталовложений надо, и что вообще делать надо, чтоб мы потянули, чтобы что то получить зримое и радующее детёныша и меня.  А потом уже развивать.

[Gall]

О, ну раз так, то азотник - то, что доктор прописал, с последующим развитием в сторону лазера на красителях с лазерной накачкой.

Красители - штука хорошая вообще, и для спектроскопии в частности, но имеет кучу проблем чисто технического плана. Начиная от смешных (пролитый на белую майку родамин 6Ж, как показала практика, не отстирывается), и кончая весьма серьезными.

[ozzy_72]

Родамин 6Ж уже есть    Брал как-то для других целей.

 Но хотелось создать прибор у которго есть какое-то назначение, мерят что нибудь, то есть лазер не самоцель, а часть чего то большего, причём минимизируемая по стоимости и сложности.   Насколько я понимаю лазеры на красителях весьма неудобны в эксплуатации, особенно периодичекой, когда он периодичеки стоит забытым, как это и будет у моего сына, так как есть и другие предметы. Раствор красителя будет (наверное) мутнеть, портится, что нибудь ещё произойдёт.  Даи работа с жидкостью не самое удобне, особенно если можно обойтись другим.

В общем надо ещё подумать.

[Gall]

Я так подозреваю, что в режиме одиночных импульсов можно краситель брать не жидкий, а в полимерной матрице. Не исключено, что можно сделать лазер на цветном оргстекле, оно теми же красителями покрашено. Периодически ходят слухи, что кто-то сделал лазер на мармеладе. Доказательств нет, но и противоречий с теорией тоже.

Насос в лазере на красителях нужен из-за того, что в красителях есть вредный энергетический уровень, достаточно долгоживущий. Застрявшие на нем электроны в лазерной генерации не участвуют. Поэтому краситель меняют. Для работы в непрерывном режиме необходима быстро текущая струя, в импульсном можно даже закрытую кювету без прокачки, но при условии не слишком частых импульсов. Есть конструкции, в которых рабочее тело сделано твердым в виде быстро вращающегося диска.

С раствором в закрытой кювете ничего не произойдет. Но закрывать надо герметично. В системе с насосом проще всего после работы краситель просто сливать.

[V. Frankenstein]

Кстати, насчет полимерных матриц для красителя. Сделать их можно полимеризацией метилметакрилата в который добавлен нужный краситель, и если с получением метилметакрилата проблем почти нет (нужно переплавить и перегнать оргстекло и очистить получившийся метилметакрилат), то вот с доставанием инициатора полимеризации (перекись бензоила) я вижу проблему. Где его можно достать?

[Gall]

Можно триэтаноламином инициировать, баночный реактив.

Хотя с метилметакрилатом может быть противоположная проблема. Эти мономеры так легко полимеризуются, что хранят их всегда в смеси с ингибитором. Подозреваю, что еще на этапе очистки начнет расти короткий плохой полимер. Вангую геморрой.

Вообще красителю относительно все равно, в чем быть. На основе поливинилового спирта что-нибудь можно придумать.

Но я подозреваю, что все намного проще. Сейчас в продаже до фига и более флюоресцентного оргстекла. Невооруженным глазом по цвету видно, ЧЕМ оно окрашено. И концентрация, судя по цвету, достаточно разумная. Это может заработать с лазерной накачкой при хорошей фокусировке накачки. Можно даже непрерывный режим попробовать, тут порог генерации будет, если на глазок, где-то в районе 1-5 Вт синего или зеленого, но при хорошей фокусировке и быстром движении, а то расплавится. Тут весь вопрос в том, насколько грязный там краситель использован: сильно грязные почему-то не генерируют.

[ozzy_72]

Я так подозреваю, что в режиме одиночных импульсов можно краситель брать не жидкий, а в полимерной матрице. Не исключено, что можно сделать лазер на цветном оргстекле, оно теми же красителями покрашено. Периодически ходят слухи, что кто-то сделал лазер на мармеладе. Доказательств нет, но и противоречий с теорией тоже.

Насос в лазере на красителях нужен из-за того, что в красителях есть вредный энергетический уровень, достаточно долгоживущий. Застрявшие на нем электроны в лазерной генерации не участвуют. Поэтому краситель меняют. Для работы в непрерывном режиме необходима быстро текущая струя, в импульсном можно даже закрытую кювету без прокачки, но при условии не слишком частых импульсов. Есть конструкции, в которых рабочее тело сделано твердым в виде быстро вращающегося диска.

С раствором в закрытой кювете ничего не произойдет. Но закрывать надо герметично. В системе с насосом проще всего после работы краситель просто сливать.

Не слишком частые это сколько?  Приблизительно.
 Как герметичную кювету соорудить я представляю. Причём можно сделать герметичную кольцевую с прокачкой. Делали как то с сыном ткую штуку для других целей, пропеллером был элемент магнитной мешалки приводом неодимовый магнит снаружи гна моторчике, получился центробежный насос в герметичном корпусе.

В ветке прочитал что накачивать хорошо азотным лазером. А какие ещё есть варианты кроме лампы?

   На красителях интересен тем что пожно в него интерферометр ввести и получить узкую полосу.  Для этого как я понимаю надо из режима суперлюминисценции уходить, а то свет слишком мало "побегает" сквозь интерферометр. Точнее вообще не побегает.

Какие книги посоветуете где азотный лазер описан?

Остальные впросы про лазер на красителях буду в соответсвующей ветке писать.

[Gall]

Не слишком частые это сколько?  Приблизительно.

< 1 Гц, и еще чтобы остывать успевало. Правильнее сказать: единичные импульсы от нажатия кнопки.

Как герметичную кювету соорудить я представляю. Причём можно сделать герметичную кольцевую с прокачкой.

Тут и купить можно. В химии используются аналогичные кюветы для рефрактометров и прочего, они подходят.

В ветке прочитал что накачивать хорошо азотным лазером. А какие ещё есть варианты кроме лампы?

Классика - азотный лазер или эксимерный лазер, можно аргоновым лазером или мощным DPSS. Но DPSS должен быть действительно мощный (несколько Вт), это несколько тысяч долларов по текущим ценам. Синим диодным лазером распространенные красители не качаются, там как раз на спектре поглощения провал. (То, что качается, надо отдельно заказывать у химических фирм, и оно токсично.)

На красителях интересен тем что пожно в него интерферометр ввести и получить узкую полосу.  Для этого как я понимаю надо из режима суперлюминисценции уходить, а то свет слишком мало "побегает" сквозь интерферометр. Точнее вообще не побегает.

Вернее, надо просто не жадничать с накачкой и делать кювету под углом Брюстера, косую.

Эталоны вводить можно в любые лазеры, не только в красители. Но именно на красителях их используют чаще всего (в основном потому, что без эталонов и дифрешеток красители почти бесполезны). Еще в качественных твердотельных. В газовых от эталона толку мало.

Какие книги посоветуете где азотный лазер описан?

По лазерам - не знаю. По формированию коротких импульсов - берите про СВЧ-технику и радары что-нибудь. Вообще там все просто и тупо. Делается формирователь импульсов на двух конденсаторах по одной из двух существующих схем, конденсаторы либо специальные, либо самодельные. Либо с водородным тиратроном, либо с искровым промежутком (тиратрон лучше, искровой стреляет очень громко). И дальше - просто две очень параллельные линейки. Лазер будет работать в том случае, если скорость распространения электричества вдоль линейки превышает скорость света.