تحياتي للجميع مرة أخرى. في التعليقات على مقالتي الأولى حول
نظام الليزر العصامي ، ذكروا مرة أخرى مقالًا من مجلة Young Technician ، والتي كانت تسمى "بناء ليزر". يوفر وصفًا مرحليًا لتجميع الليزر النبضي الذي يعمل على محلول سائل لصبغة عضوية. نص المقالة
متاح بعد دقيقتين من جوجل.
على الرغم من هذا ، لا أنا ولا زملائي على علم بسوابق نجاح بناء صبغة ليزر ، مسترشدة بهذه المقالة. لماذا ذلك ما هي المزالق الخفية في ليزر الصبغ؟ كيف يتم ترتيب الليزر الصبغ الصناعي؟ دعونا نكتشف ذلك.
إن ليزر الصبغة جذاب للغاية لـ DIY. نظرًا لأنه لا يحتاج إلى بلورات أو نظارات نادرة أو يصعب الوصول إليها ، أو أعمال نفخ الزجاج المعقدة كما هو الحال بالنسبة لتصنيع العناصر النشطة من أشعة الليزر الغازية. تستهلك القليل من الطاقة وتنتج ضوء مرئي ساطع. يحتوي إشعاعه على خاصية قيمة للغاية - يمكن أن يتحلل في الطيف ويسلط الضوء على اللون المطلوب للحزمة.
بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أن المقالة من UT رقم 8 لعام 1971 ، والتي أعيد إصدارها في رقم 11 لعام 1992 ، ليست أصلية. هذا مقال مقال نُشر في عمود "عالم الهواة" في المجلة الأمريكية "Scientific American" في عدد فبراير 1970. وكل شيء سيكون على ما يرام (ربما!) إذا لم يتم تنفيذ هذا التكيف مع تخفيضات غير مقبولة وأخطاء مزعجة. أولاً ، دعنا نلقي نظرة على حجم كلا المادتين. احتل المقال الأصلي 6 صفحات ، معدلة في UT - 3 صفحات فقط. يتم نسخ الصور عمليًا 1 في 1. يمكن تنزيل المقالة الأمريكية الأصلية
من هنا ، بعد سرقتها من مؤلفي الشر من خلال مركز الخيال العلمي. أو بالفعل من
استضافة الملف .
قارن التشابه بين الصور في المقالات الأصلية والمعدلة.
الأصل:
الآن دعونا نلقي نظرة على الصور من UT:
حول هذا ، تنتهي أوجه التشابه في الصور وتبدأ الاختلافات. على سبيل المثال ، قارن الدوائر الكهربائية الموضحة في المقالات الأصلية والمعدلة.
الأصل:
التكيف:
كما ترون ، يتم تكييف الدائرة مع واقعنا من حيث القاعدة الأولية و جهد الشبكة. ومع ذلك ، في المخطط الأصلي يقترح إضافة دائرة تأهب للمصباح ، والتي تم حذفها في الدائرة المعدلة. أيضًا في الدائرة الأصلية ، يتم اقتراح محول طاقة عالية الجهد من راسم الذبذبات كمحول للطاقة. وبالحكم من جهد الخرج ، قصدت لف مصدر طاقة CRT لهذا المنظار الذبذبي. من المرجح أن الشخص الذي ترجم المقالة فهم كل شيء بشكل صحيح ، ولكن في نوبة من التكيف مع حقائقنا ، ربما يتذكر أجهزة التلفزيون (من الأسهل تفكيك جهاز تلفزيون بأي شكل من الأشكال من راسم التذبذب) ، حيث يتم تشغيل CRT بواسطة لف عالي الجهد لمحول أفقي. لذلك ، دعا محول الطاقة في الدائرة المكيفة "TVS" ، على غرار المحولات الأفقية. كما تعلم ، يتم تجميع مجموعة وقود نموذجية على قلب من الفريت ولا يمكن أن تعمل بتردد 50 هرتز. وهذه أخطاء مزعجة للغاية ، والتي تقلل من احتمال نجاح عملية الليزر إلى الصفر. والحقيقة هي أنه بالنسبة لصبغة الليزر ، فإن مدة الفلاش ، التي تقع في نطاق الميكروثانية ، بالغة الأهمية. تسمح سلسلة التأهب المقترحة في المقالة الأصلية للمرء بتسريع تطور التفريغ في المصباح وتقصير مدة الفلاش. ومن المستحسن أيضًا إنشاء هيكل محكم قدر الإمكان ، مع أقصر الموصلات قدر الإمكان. علاوة على ذلك ، في المقالة الأصلية ، كتب أن مكثف التخزين يجب أن يكون له محاثة صغيرة طائشة. بتعبير أدق ، "يجب أن تكون مصممة لتصريفات قصيرة المدة." وقد حددوا بشكل مباشر أن المكثفات العادية لن تعمل - لن يعمل الليزر معها. في مقال مقتبس ، قرروا عدم ذكر شيء غير مهم. دعونا نقارن بين نص الأصل والتكيف. يشير اللون الأحمر إلى متطلبات مكثف محاثة منخفض.
في مقال مقتبس عن مكثف منخفض الحث صامت. وإذا كانت صامتة ، فهذا يعني أنه يمكنك الركض بعد الشوارد الأولى التي تأتي ، والتي سيجعل استخدامها الليزر مستحيلاً.
هذا وحده يكفي لجعل محاولة "عمياء" لتكرار ما تم وصفه في المقالة من "UT" انتهى بانهيار كامل ، لأن الحاجة إلى مكثف منخفض الحث غير واضحة تمامًا إما لـ "مكرر" غير مدرب أو حتى مدرس عادي لدائرة فنية. ما لم يكن بالطبع هو ماهر في تكنولوجيا الليزر. أنا صامت بشأن تجميعات الوقود ، سيكون من الأصح التوصية على الأقل بـ "محول طاقة من مرسمة الذبذبات".
ألاحظ أيضًا أنه في المقالة الأصلية هناك إضافة حول كيفية صنع جهاز من شبكة حيود لضبط الطول الموجي بالليزر ، والذي تم تجاهله أيضًا في المقالة المعدلة.
ماذا تفعل إذا كنت لا تزال تريد بناء صبغة ليزر بنفسك؟ تحتاج أولاً إلى قراءة الأدب المتخصص. والأفضل من ذلك - المصادر الأولية الأجنبية. لحسن الحظ ، هناك بالفعل بدائل لمقالة UT.
الوصف الأكثر تفصيلاً وشمولاً موجود على
موقع موقع "Do-it-yourselfer Yun Sothory" المعروف.
المواد عبارة عن مجموعة من مقتطفات من مقالات متخصصة وتجربته الشخصية الواسعة ، وبالتالي ، يمكنك استخدامها بأمان.
والآن أقترح أن أنظر داخل ليزر الصبغ "الحقيقي" بالفعل الذي تم إنتاجه في سلسلة. أولاً ، دعنا ننظر داخل ليزر LOS-4M النبضي ، في بعض المصادر المسماة "قوس قزح".
هذا هو ليزر ضخ أنبوب مع طاقة خرج معلنة من 1 J دون اختيار الطول الموجي. تؤدي إضافة عنصر انتقائي (شبكة حيود) إلى الرنان البصري إلى تقليل طاقة الخرج ، ولكنها تتيح لك ضبط الطول الموجي للإشعاع.
تعد القدرة على تحديد الطول الموجي للإشعاع من أهم خصائص الليزر الصبغية ويمكن تنفيذها بطرق مختلفة. يمكنك ضبط صريف الحيود أو المنشور خلف مرآة الإخراج للمرنان ، يمكنك تثبيته داخل الرنان. في الحالة الثانية ، يتم تحقيق خط انبعاث أضيق. بالإضافة إلى المشبك أو المنشور ، الذي يكون مبدأه واضحًا ، يستخدمون أيضًا مرشحات الاستقطاب ، الموضحة أدناه.
كما ترون ، جهاز الباعث مطابق تقريبًا لليزر الكلاسيكي ذو الحالة الصلبة ، فقط بدلاً من قضيب بلورة الليزر أو الزجاج هو الأنبوب الذي يتدفق من خلاله محلول الصبغة. في الخارج ، هذا الأنبوب محاط بآخر ، يتدفق من خلاله حل مرشح ، مصمم لقص الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجة القصيرة من مصابيح المضخة ، والتي تدمر الصبغة بسرعة. يتم الضخ بواسطة مصباحين IFP-1200. يتكون الرنان بواسطة مرآة باهتة مخبأة في نهاية الكوانترون وشفافة على مسافة منه.
بين quantron ومرآة الإخراج يوجد حامل لشبكة الانعراج ، يمكن تعديل موضعه باستخدام برغي ميكرومتر. يتم توفير حلول الصبغ والفلتر من خلال الخراطيم. يتم توصيل المبرد بمصدر الطاقة بواسطة الكابلات المحورية ، والتي لها معلمات زائفة منخفضة.
الآن دعونا نلقي نظرة على مصدر الطاقة.
في المقدمة ، يوجد مانع إشعال IRT-2 اللافت للنظر. والحقيقة هي أن بنك المكثف مشحون بجهد يتجاوز بشكل واضح جهد الانهيار الذاتي لمصابيح IFP-1200. لكي يعمل الليزر في وضع متحكم فيه ويطلق النار عندما نحتاج إليه ، وليس عندما يريد ذلك ، استخدمنا عنصر تحكم في شكل هذا الصواعق. مزاياه هي أنه قادر على تخفيف الكثير من الطاقة في نبضة واحدة ، ولديه معلمات طفيلية صغيرة ، وله عمر خدمة طويل جدًا ولا يتطلب أي صيانة ، على عكس مانعات الشرر التقليدية ، والتي تتطلب ضبطًا دوريًا لفجوة الشرارة وتنظيف جهات الاتصال. على اليمين في الزاوية يوجد محول عالي الجهد مع مقوم ومقاومة الصابورة لشحن المكثفات. على اللوحة الكبيرة على يسار المحول ، يتم وضع الإلكترونيات المساعدة للتحكم في مفرغ الإشعال وعملية شحن المكثفات. تقع المكثفات في الأسفل.
هناك 6 مكثفات لكل مصباح مضخة ، كل منها بسعة 2 μF ، والجهد 5 كيلو فولت. المكثفات من سلسلة حثي منخفضة k75-30. في المجموع ، يتم الحصول على 12 microfarads من 5 كيلو فولت لكل مصباح. كما ترون ، السعة المستخدمة في الليزر التسلسلي قريبة تمامًا من تلك المشار إليها في المقالات للتكرار المستقل.
حيث توجد مساحة خالية في مصدر الطاقة ، تم وضع حاويات مع صبغة وفلتر ومضخات لتداولها. حصلت على مصدر الطاقة بدونها ، لذلك يجب علي استخدام وحدة تداول خارجية. تتكون من مضخة تعمل بجهد ثابت منخفض (27V) وخزان كوارتز مع لولب ملحوم فيه. يتم تمرير الماء من خلال اللولب لتبريد الصبغة ، لأنها ترتفع عندما ترتفع درجة الحرارة.
نظرًا لأنني ما زلت مشغولًا بمشاريع أخرى ، فإن استعادة حالة عمل هذا الليزر موجودة فقط في الخطط حتى الآن ، والجهاز نفسه حتى الآن "تم وضعه في الموقد الخلفي". من الجدير بالذكر أن هناك ليزر صبغ يستخدم ضخ الليزر - من ليزر نبضي آخر في النطاق المرئي أو فوق البنفسجي. هم حاليا الأكثر شيوعا. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك نماذج أولية من الليزر تم فيها استخدام عنصر بلاستيكي نشط ملطخ بالمركب العضوي المقابل بدلاً من محلول الصبغة. يستخدمون الضخ بواسطة الليزر النبضي ، ولكن عمر AE محدود جدًا ، وبالتالي ، لا تنتشر مثل هذه الليزرات.
لضخ LRK ، يتم استخدام ليزر النيتروجين بطول موجة 337 نانومتر (UV) أو excimer (يعتمد طول الموجة والطاقة على خليط الغاز المحدد) ، أو النيوديميوم النبضي مع مضاعفة التردد (532 نانومتر) أو ثلاث مرات (355 نانومتر) أو حتى الرباعي تردد (266 نانومتر). في بعض الحالات ، يتم استخدام
ليزر بخار النحاس الذي وصفته بالفعل. في هذه الحالات ، ليزر الصبغة نفسه هو جهاز "سلبي" لا يتطلب طاقة ، باستثناء مضخة دوران الصبغة. ولكن إذا كنت بحاجة إلى طاقة توليد كبيرة (تصل إلى عشرات المئات من الجول) ، فلا يوجد بديل للضخ الفراغي.
بعد مراجعة ليزر الصبغ النبضي التقليدي ، قد يتساءل المرء ما الذي يجب فعله إذا احتاج المرء إلى خاصية إشعاعية لصبغة الليزر ، بقدرته الكامنة على ضبط الطول الموجي ، ولكن مع الوضع المستمر؟ وهنا أيضًا تم العثور على مخرج. فكر في الأمر مع مثال ليزر من شركة Coherent الأمريكية.
يوجد داخل هذا الليزر نظام بصري معقد يتكون من بصريات "لتوصيل" شعاع مضخة ومرنان بصري مع محدد طول موجة استقطابي.
إذا تم تركيز شعاع ليزر المضخة داخل طائرة صفائحية رقيقة وسريعة التدفق من محلول الصبغة ، يمكن تحقيق الليزر في الوضع المستمر. هناك حاجة إلى كثافة الطاقة للمضخة عالية جدًا ، وأن الصبغة لا ترتفع درجة حرارتها ، فأنت بحاجة إلى طائرة سريعة التدفق. مصدر المضخة الأكثر استخدامًا هو ليزر أرجون قوي ، يتم تركيز شعاعه بواسطة مرآة مقعرة انتقائية في الطائرة. يعتبر ليزر الأرجون هو الأنسب لضخ الأصباغ من مجموعة الرودامين ، حيث يكون شعاعه الأولي رقيقًا جدًا ويركز بسهولة في أنحف بقعة. يتم تشكيل النفاثة بواسطة فوهة من أنبوب غير مسطح مسطح.
لم تتناسب هذه الصورة مع محدد الطول الموجي للاستقطاب ومرآة الإخراج الثالثة للمرنان.
للحصول على تدفق رقائقي ، هناك حاجة إلى محلول صبغ في جلايكول الإيثيلين بدرجة حرارة ولزوجة معينة ، ويتم استخدام مضخة خاصة للضخ. من شعاع المضخة ، يضيء النفاث بإشعاع عفوي ، ويتم تضخيم الإشعاع الذي يظهر بين مرايا الرنان المضبوطة وتحويلها إلى شعاع ليزر. داخل الرنان ، يتم تثبيت محدد الطول الموجي الاستقطاب ، ويتكون من كومة من ألواح الكوارتز. يعمل مثل هذا. إن شعاع الليزر في الرنان مستقطب ، ويتم تثبيت المرشح بزاوية معينة ، ويمر بزاوية معينة من الاستقطاب. الإشعاع الليزري بأطوال موجية مختلفة له زاوية استقطاب مختلفة ، وبالتالي خسائر غير متساوية في المرشح. وبالتالي ، فإن الطول الموجي الذي تنزلق عنده زاوية الاستقطاب بشكل مثالي خلال المرشح يتلقى أكبر ربح ، ويتم كبت الباقي. تتغير زاوية موضع المرشح - يتغير طول موجة الإشعاع.
يتم تحقيق أكبر قدر من الكفاءة عند استخدام محلول الرودامين 6G. تصل طاقة الإشعاع الناتج إلى 4 واط عند 12 واط من الضخ. لسوء الحظ ، سيكون هذا الليزر على الرف الخاص بي ، حيث ليس لدي نظام ضخ حل بدوام كامل ، ولا لدي ليزر أرجون قوي ، على الرغم من أنني كنت أبحث عنه لفترة طويلة.
ثم قمت بتصور مسار شعاع المضخة باستخدام ليزر أرجون صغير ، ولم يتم توفير الحل للفوهة.
إذن هذه نظرة عامة صغيرة عن أكثر أنواع الليزر الصبغية شيوعًا وهذه النقاط المهمة التي تحتاج إلى تذكرها عند محاولة بناء مثل هذا الليزر بنفسك. لا تكرر الأخطاء الموصوفة في مقال مجلة الأطفال.