Приветствую Вас Гость | Вход
Меню сайта
Главная
Азотный ТЕ лазер
Азотный ТЕА лазер
Азотный ТЕА лазер. Блюмляйн
Азотный ТЕА лазер. Блюмляйн в рулоне
Блок питания
Искровой разрядник
Разрядный резистор
Измерение напряжения
Высоковольтный конденсатор
Лампа-вспышка
Вакуумные насосы
Самодельное зеркало
Научные публикации
Литература
Обратная связь
Видеоролики
Лазер на воздухе 1
Лазер на воздухе 2
Лазер на воздухе 3
Лазер на воздухе 4
ТЕА лазер на воздухе
ТЕА лазер на воздухе. Блюмляйн
Насос " ДРОЧУН "
Насос из шприца
Мембранный насос
Насос " Z 1,2 BW "
Насос фирмы " ТАКО "
Вход на сайт
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Самодельный лазер

ТЕА – лазер на воздухе с накачкой от линии Блюмляйна

 

 

 

Общий вид ТЕА лазера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Представленная ниже конструкция самодельного лазера на воздухе является классикой Интернета. Лазер изготовлен по схеме Блюмляйна и особенностей не имеет. Схема питания лазера показана на рисунке ниже.

 

Схема питания лазера

 

 

 

 

 

 

 

Индуктивность L представляет собой бескаркасную катушку медного провода, намотанного на оправе диаметром 2 см. В моей конструкции лазера число витков провода марки ПЭВ-1 1,5 равно 13.
Примечание:
Диаметр катушки, число витков и толщина провода особого значения не имеют. В ходе экспериментов менялась индуктивность L, дабы добиться наибольшей мощности лазерного излучения. В качестве L использовались не только бескаркасные катушки, но и ферритовые кольца с несколькими витками медного провода. Однако визуально я не заметил различий в яркости лазерного пятна при смене величины L. Можно даже в качестве L использовать прямую перемычку из монтажного провода сечением 1,5 мм2. Правда в этом случае яркость лазерного пятна будет значительно меньше, чем при использовании катушки.

Конденсаторы С1 и С2 изготавливаются из полиэтиленовой пленки и алюминиевой фольги. Общая обкладка для обоих конденсаторов изготовляется из алюминиевой фольги размером 20 х 20 см. Для предотвращения возникновения коронных разрядов края фольги с помощью ножниц округляются. Подготовленный лист фольги накладывается на плоскую диэлектрическую подложку, в качестве которой я использовал лист оргстекла размером 25 х 25 см толщиной 4 мм.

 

 

Конструкция линии Блюмляйна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – пластина оргстекла
2 – алюминиевая фольга

 

 

Поверх этого листа накладывается полиэтиленовая пленка размером 25 х 25 см. Чем меньше толщина полиэтиленовой пленки, тем легче добиться однородного разряда между лазерными электродами. Однако слишком тонкие полиэтиленовые пленки (толщина < 150 мкм) очень быстро пробиваются высоковольтным напряжением, что приводит к потере лазерной генерации. Диэлектрическая прочность полиэтилена находится в пределах 40 – 60 кВ/мм. Исходя из этих цифр, в качестве диэлектрика для обоих конденсаторов я использовал два слоя полиэтиленовой пленки толщиной 150 мкм, т.е. общая толщина диэлектрика составила 0,3 мм.

 

 

Конструкция линии Блюмляйна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь 3 – полиэтиленовая пленка

 

 

Поверх полиэтиленовой пленки накладываются верхние обкладки конденсаторов, каждая из которых имеет размеры 20 х 9 см. Верхние обкладки конденсаторов следует располагать симметрично так, как показано на рисунке ниже. При этом зазор между кромками конденсаторов равен ~ 1 см. Точность величины зазора не важна, т.к. зазор будет определяться взаимным расположением пластин предыонизатора.

 

 

Конструкция линии Блюмляйна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь 2 – полоски алюминиевой фольги, образующие верхние обкладки конденсаторов.

 

 

На верхние обкладки конденсаторов накладываются лазерные электроды, но так чтобы со стороны разряда лазерные электроды были слегка приподняты над поверхностью полиэтиленовой пленки. При таком расположении электродов поверхностные разряды, возникающие при срабатывании искрового разрядника, эффективно осуществляют предыонизацию межэлектродного промежутка. Использование предыонизатора для ТЕА- лазера имеет существенное значение. Мои первые неудачные попытки изготовить такой лазер по рисункам и видеороликам из Интернета были связаны, как я уже понял, в отсутствии предыонизации между лазерными электродами. Если расположить лазерные электроды так, показано на рисунке ниже, то лазерной генерации не будет.

 

Схема предыонизатора

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

Однако, если приподнять кромки лазерных электродов, возникнут поверхностные разряды и лазерная генерация. Приподнимать лазерные электроды можно по-разному. На рисунках ниже показаны некоторые варианты получения предыонизации межэлектродного промежутка.

 

 

Схема предыонизатора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь 4 – медная проволока толщиной ~ 1мм, расположенная вдоль электрода по всей его длине на расстоянии 3 - 4 мм от кромки со стороны разряда.

 

Схема предыонизатора

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь 1 - лазерные электроды, кромка которых со стороны разряда сточена по всей длине электрода на глубину 3 - 4 мм.

 

 

Схема предыонизатора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь 1 - лазерные электроды, прижимаемые к пластинам предыонизатора 5. Расстояние между кромкой предыонизатора и кромкой лазерного электрода со стороны разряда равно 3 - 4 мм.

 

 

В качестве пластин предыонизатора в моей конструкции используются дюралюминиевые пластины длиной 20 см и толщиной 1,5 мм. В качестве лазерных электродов используются дюралюминиевые пластины длиной 20 см и толщиной 2 мм. Кромки лазерных электродов со стороны разряда следует округлить напильником так, как показано на рисунке ниже.

 

 

Лазерные электроды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – вид на лазерные электроды сверху
2 – поперечный разрез лазерных электродов

 

 

Для получения однородного разряда между лазерными электродами поверхность электродов желательно обработать мелкой наждачной шкуркой и отполировать до зеркального блеска. При этом следует обращать внимание на дефекты поверхности кромки электродов со стороны разряда. Любой заусенец или прорезь являются причиной образования искрового разряда между электродами, что приводит к потере однородности межэлектродного разряда и срыву лазерной генерации. Прижимать лазерные электроды к пластинам предыонизатора можно как угодно. В видеороликах Интернета обычно используют различные тяжелые предметы ( грузила, молотки и т.п.). В моей конструкции лазерные электроды прижимаются к пластинам предыонизатора винтами М3 типа потай и гайками.
На фото ниже показаны лазерные электроды, закрепленные на пластинах предыонизатора (вид сверху).

 

 

Лазерные электроды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На фото ниже показаны лазерные электроды (вид снизу).

 

 

Лазерные электроды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как видно из фото пластины лазерных электродов имеют прорези, что позволяет изменять взаимоположение кромок предыонизатора и лазерного электрода, сохраняя параллельность всех пластин. При расслабленных гайках, навинченных на стягивающие винты, следует выставить расстояние между кромками предыонизатора и кромкой лазерного электрода в пределах 3 - 4 мм. Затем все гайки затягиваются и лазерные электроды, закрепленные на пластинах предыонизатора, симметрично накладываются поверх верхних обкладок конденсаторов так, чтобы между лазерными электродами имелся зазор ~ 2 мм.

 

Лазерные электроды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На фото ниже показано расположение лазерных электродов.

 

 

Лазерные электроды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прижимать лазерные электроды к фольге можно опять же, как угодно. В моей конструкции для этой цели используется склеенный из пластин оргстекла канал, который помимо прижима выполняет функцию шумоподавления от треска разрядов между лазерными электродами.

Хотя азотный ТЕА – лазер работает в режиме сверхизлучения, для увеличения выходной мощности луча желательно использовать «глухое» зеркало. Для этой цели было изготовлено самодельное зеркало из дюралюминиевой пластины толщиной 2 мм. Зеркало закрепляется между двумя пластинами из оргстекла с помощью юстировочных винтов через силиконовое кольцо. Все элементы крепления зеркала фиксируются винтами на платформе, на которой размещаются лазерные электроды. Платформа склеена из листов оргстекла толщиной 4 мм. На рисунке ниже показан поперечный разрез конструкции платформы без линии Блюмляйна и лазерных электродов. В левой части рисунка показаны элементы крепления зеркала.

 

Схема крепления зеркала

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – дюралевое зеркало
2 – силиконовые кольца

 

 

На фото ниже показан вид на «глухое» зеркало лазера.

 

 

Лазерное зеркало

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коммутатором линии Блюмляйна служит искровой разрядник, в качестве которого можно использовать либо двухэлектродный разрядник, либо рельсовый разрядник. Искровой разрядник накладывается на одну из верхних обкладок линии Блюмляйна так, как показано на рисунке ниже.

 

 

искровой разрядник

 

 

 

 

 

 

 

 

При прочих равных условиях лучше использовать рельсовый разрядник, т.к. в этом случае легче получить однородный разряд между лазерными электродами, да и лазерный луч будет ярче.
Катушка индуктивности L соединяется с линией Блюмляйна посредством винтов М3, которые вкручиваются в пластиковый канал и прижимают лазерные электроды к обкладкам конденсаторов, одновременно являясь креплением для катушки L.
Схема крепления катушки показана на рисунке ниже.

 

Схема крепления катушки

 

 

 

 

 

 

 

 

6 – катушка индуктивности L
7 – пластиковый канал, склеенный из листов оргстекла
8 – винты крепления катушки

 

 

На фото ниже показан вид сверху на лазер с рельсовым разрядником.

 

 

рельсовый разрядник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Высоковольтный источник напряжения лазера размещается под платформой с линией Блюмляйна. Источник напряжения собран на микросхеме IR 2153 и двух транзисторах типа IRF840 ( схема ЗДЕСЬ). На фото ниже показан вид сверху на высоковольтный блок питания лазера, размещенный в корпусе из оргстекла.

 

 

блок питания лазера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На фото ниже показано лазерное пятно на листе белой бумаги при расстоянии между листом и лазерными электродами ~ 20 см.
Фото 1. При использовании двухэлектродного разрядника

 

Лазерное пятно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фото 2. При использовании рельсового разрядника

 

 

Лазерное пятно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗДЕСЬ можно посмотреть видеоролик, демонстрирующий работу лазера.

 

 

 

Конструктор сайтов - uCoz