Блюмляйн  в  рулоне

Ниже приводится описание изготовления ТЕА- лазера на воздухе, который имеет компактную конструкцию и работает при атмосферном давлении воздуха.
Уменьшить размеры лазера на линиях Блюмляйна можно путем сокращения ширины линий. Однако при этом уменьшается и без того низкая энергия лазерного луча. Компенсировать потерю емкости можно использованием дополнительной обкладки конденсаторов так, как показано на рисунке ниже.

По новой схеме получается коаксиальная линия, разделенная лазерными электродами.Такую линию можно свернуть в рулон так, как показано на рисунке ниже.

В компактной конструкции лазерные электроды размещаются внутри полипропиленовой трубки ( из магазина «Сантехника») с внешним диаметром 2 см. Длина трубки может быть любой. Главное, чтобы в трубке уместились лазерные электроды. Практически трубка делается на несколько сантиметров больше длины линии Блюмляйна, которая может быть в пределах 10 – 30 см. В моей конструкции длина линий Блюмляйна = 30 см, а длина трубки = 37 см.
В полипропиленовой трубке прорезается сквозная щель так, как показано на рисунке ниже.

Длина щели равна длине линии Блюмляйна ( в моей конструкции = 34 см).
Ширина щели определяется суммой толщины лазерных электродов и пластин предыонизатора + толщина диэлектрической пленки линии Блюмляйна. В моей конструкции ширина щели = 13 мм.
На фото ниже показана трубка с щелью. На концах трубки видны дюралевые уголки, которые служат стойкой трубки и могут использоваться для крепления зеркала. Оба конца трубки завальцованы утюгом.

Для фиксации лазерных электродов внутри трубки используются пластины оргстекла толщиной 3 мм. Длина пластин оргстекла равна длине лазерных электродов, ширина равна 3 см. Пластины оргстекла симметрично размещаются внутри трубки и фиксируются на трубке термоклеем так, как показано на рисунке ниже.

1 – пластины оргстекла
2 – термоклей
3 – полипропиленовая трубка

На фото ниже показана трубка с пластинами оргстекла.

На фото видно, что нижняя пластина выглядит как металлическая. На самом деле она обклеена металлизированной скотч-лентой, что совсем не обязательно делать.
На фото также видно, что пластины сжимаются у правого края. Это самопроизвольное сжатие полипропиленовой трубки, которое всегда будет при длинной и широкой щели. Сжатие трубки действует как слабая пружина. Если теперь поместить лазерные электроды между пластинами оргстекла, они будут сжаты.
Лазерные электроды и пластины предыонизатора изготовлены из дюралюминиевых пластин толщиной 2 мм. Размеры одного из лазерных электродов ( другой изготовляется аналогично) вместе с пластинами предыонизатора показаны на рисунке ниже. Размеры даны в миллиметрах.

Все три пластины стягиваются между собой винтами М3 типа потай (отверстия нижней пластины предыонизатора имеют резьбу М3). Стягивать нужно так, чтобы винты ни сверху, ни снизу не нарушали плоскости предыонизатора. Если края винтов выходят за пределы плоскости, их следует обточить напильником.
Края всех пластин со стороны разряда следует округлить напильником. Кроме того, центральный (лазерный) электрод по всей длине со стороны разряда следует округлить так, чтобы его форма по сечению была близка к полукругу радиусом 2 мм.
После обработки напильником все пластины зачищаются мелкой абразивной шкуркой, а затем полируются пастой ГОИ.
На фото ниже показан лазерный электрод, зажатый между пластинами предыонизаторов.

На фото ниже показан край лазерного электрода.

Между пластинами предыонизаторов зажимается также алюминиевая фольга, которая является центральным электродом коаксиальной линии Блюмляйна.
Для подключения катушки индуктивности линии Блюмляйна используются полоски жести, вырезанные из консервной банки. Полоски жести сжимаются между пластинами предыонизаторов так, как показано на рисунке ниже.

1 – полоски жести, обернутые полиэтиленовой пленкой
2 – алюминиевая фольга

Величина длины и ширины полосок жести произвольная и не имеет принципиального значения. Полоски обертываются двумя-тремя слоями полиэтиленовой пленки с целью предотвращения нежелательных пробоев линии Блюмляйна. Пленка фиксируется скотч-лентой.
На фото ниже показаны полоски крепления катушки индуктивности.

Линия Блюмляйна изготовляется из полиэтиленовой пленки и пищевой алюминиевой фольги. Толщина пленки выбирается исходя из напряжения блока питания лазера. Если заряжать линию Блюмляйна до напряжения 30 кВ, то толщина пленки должна быть не менее 0,4 мм. Получить такую толщину можно путем накладывания друг на друга нескольких слоев тонкой пленки. В моей конструкции лазера общая толщина пленки равна 3 х 0,15 = 0,45 мм.
Как обычно для линии Блюмляйна размеры пленки несколько больше размеров алюминиевой фольги, которая служит обкладкой конденсатора. На рисунке ниже показаны листы-заготовки, из которых состоит линия Блюмляйна.

Поскольку полипропиленовая трубка сжимается в центральной части, собирать линию Блюмляйна внутри трубки неудобно. Сначала в щель трубки вставляется нижняя обкладка конденсатора с наложенной на ней полиэтиленовой пленкой.

Затем вставляется верхняя обкладка конденсатора с наложенной на ней полиэтиленовой пленкой.

Между листами полиэтиленовой пленки вставляются лазерные электроды, на которых закреплены листы алюминиевой фольги.

Расположение лазерных электродов внутри трубки показано на рисунке ниже.

1 – алюминиевая фольга
2 – полиэтиленовая пленка
3 – лазерные электроды

Расстояние между электродами лазера должно быть равно 2 мм. Установить такое расстояние можно с помощью двух пластинок ( дюралюминий или оргстекло) толщиной 2 мм и длиной 5 – 10 см, которые вставляются с обоих концов полипропиленовой трубки между лазерными электродами. Если теперь сжать пальцами лазерные электроды, то расстояние между ними будет равно толщине пластинки, т.е. 2 мм.
Не вынимая из трубки пластинки, листы линии Блюмляйна аккуратно сворачиваются в рулон вокруг полипропиленовой трубки. Чем плотнее свернут рулон, тем надежнее работа лазера. Свернутая полиэтиленовая пленка фиксируется скотч-лентой. После этого можно вынуть пластинки из трубки.
К полоскам крепления катушки индуктивности припаивается каркасная или бескаркасная катушка из нескольких витков медного провода. На фото ниже показана катушка, намотанная на обрезке ферритового стержня диаметром 1 см.

Внутри полипропиленовой трубки воздушный промежуток между лазерными электродами охвачен двумя предыонизаторами, поэтому условия возникновения лазерной генерации улучшаются. Если в плоской конструкции линии Блюмляйна лазерная генерация наблюдается обычно лишь с одного конца, то теперь лазерное пятно можно увидеть с двух сторон от лазерной трубки. Тем не менее, на одном конце трубки я установил глухое зеркало из отполированной дюралюминиевой пластинки. Один из торцов трубки показан на фото ниже.

В качестве разрядника линии Блюмляйна можно использовать обычный двухэлектродный воздушный разрядник, который подключается к линии Блюмляйна как показано на рисунке ниже.

Лучший результат дает рельсовый разрядник, который я и подключил к трубке.
Рельсовый разрядник изготовлен из семи дюралюминиевых пластин + нижняя пластина для подключения к внешней цепи. Пластины разделены двумя-тремя слоями полиэтиленовой пленки. Пластины скреплены друг с другом скотч-лентой и размещены в корпусе из оргстекла. Конкретные размеры пластин не имеют значения и изготовлены, что называется от фонаря. Главное здесь – число пластин и расстояние между пластинами. От этого зависит максимальное рабочее напряжение, до которого можно зарядить линию Блюмляйна.

Готовая конструкция лазера без блока питания показана на фото ниже.

На фото ниже показано лазерное пятно на листе бумаги при расстоянии ~ 25 см от торца трубки.

Работу лазера можно увидеть в видеоролике здесь.