في إحدى المقالات المكرّسة لليزر بخار النحاس ، استنادًا إلى العنصر النشط UL-102 ، تم طرح السؤال في التعليقات - ماذا سيحدث بعد ذلك؟ كان كل ما تبقى هو إيجاد طريقة لجعل عنصر الليزر النشط من تلقاء نفسه. وهذه الطريقة وجدت. وسيتم مناقشة هذا في وظيفة اليوم.
بصراحة ، كنت أفكر في صنع مثل هذا الليزر قبل فترة طويلة من امتلاكي عناصر نشطة UL102 و GL201 وتمكنت من بناء مصدر طاقة. قرأت عن أشعة الليزر الخاصة بالبخار المعدني لفترة طويلة ، وعرفت لفترة طويلة عن خواصها - مكسب ضخم وأعلى قوة وكفاءة للإشعاع المرئي ، ولكن لفترة طويلة كانت خارج متناولي. كل ما تبقى هو البحث عن المزيد والمزيد من المعلومات عنهم. وهنا أجد موقع Sam's Laser FAQ على الويب ، وهو مركز ينظم جميع أنواع المعلومات حول كيفية استخدام أجهزة الليزر المتاحة تجارياً من أي نوع تقريبًا ، بالإضافة إلى الكثير من أدلة التجميع الذاتي لبعضها ، والتي ترافقها رسومات ووصف لأمثلة على الهياكل المجمعة. من هناك تعلمت أنه ليس من الضروري على الإطلاق استخدام النحاس المعدني للحصول على التوليد في ذراته. أملاحها ، مثل كلوريد أحادي التكافؤ ، بروميد أو يوديد ، هي أيضًا مناسبة تمامًا. ودرجة حرارة ذوبان الأملاح أقل مرتين من درجة حرارة انصهار النحاس المعدني. علاوة على ذلك ، في ظل ظروف الفراغ ، حتى في درجة حرارة الانصهار ، تتبخر الأملاح بكثافة كافية لإثارة ذرة النحاس في تصريف الغاز النبضي. يظل مبدأ إثارة الوسط النشط هو نفسه بالنسبة للأبخرة من النحاس المعدني ، ولكن مع اختلاف واحد - في البداية لا توجد ذرات نحاسية معدنية في التفريغ. للحصول عليها وبعد ذلك لإثارة هذه الإثارة ، تحتاج إلى اثنين بعد ذلك مع نبضات كهربائية صغيرة ذات مدة قصيرة مع جبهة شديدة الانحدار - في البداية ، يتحلل جزيء هاليد النحاس إلى ذرات النحاس والهالوجين ، والنبض الثاني بعد ذرات النحاس مباشرة.
"مباشرة بعد الأول" تعني فاصل زمني محدد للغاية بترتيب يتراوح بين 50-100 ميكروثانية. إذا كان هذا الفاصل الزمني أطول ، فإن الذرات سيكون لديها الوقت "لتتلاشى" مرة أخرى إلى الجزيئات ولن يكون هناك إشعاع ليزر. يمكن أن يكون تكرار التكرار لهذه الحزم المكونة من نبضين تعسفيًا. في نفس الأسئلة الشائعة الخاصة بالليزر لـ Sam ، تم اقتراح الرسم التالي من ليزر بخار كلوريد النحاس.
يُقترح هنا تسخين أنبوب الليزر إلى درجة حرارة تشغيل باستخدام مصدر حرارة تابع لجهة خارجية (حلزوني) ، وتوفير التفريغ الكهربائي من أبسط مصدر للجهد العالي ، يتكون من محول للإعلان النيون واثنين من مقومات منفصلة ، يشحنان المكثفات المنفصلة - الأولى لنبضة "منفصلة" ، والثانية لـ " الأجيال ". واقترح تبديل المكثفات إلى الأنبوب عن طريق فجوة شرارة الدورية ، كما هو الحال في لفائف تسلا. يحدد موقع جهات الاتصال وسرعة الدوران قيمة الفاصل الزمني بين النبضات ومعدل تكرار النبضة. يُقترح الهيليوم كغاز عازل ، ولوحة زجاجية مسطحة بالألمنيوم كمرآة عمياء وزجاج موازٍ للطائرة دون أي طلاء ، حيث يُقترح الإخراج كمرنان ضوئي. في سياق مزيد من القراءة ، تم العثور على مرجع للمصدر - كتاب G.G. بتراش "الليزر يعتمد على أبخرة المعادن وهاليداتها". بشكل عام ، التصميم الموضح بسيط ومصمم لاستخدام المكونات المتاحة نسبيًا. لكنها شخصيا لم يناسبني. بادئ ذي بدء ، وجود فجوة شرارة صاخبة والتجمع الميكانيكي البحت للأنبوب من الأجزاء الفردية. ثم قررت دراسة المصدر.
يتوفر هذا الكتاب بسهولة عند الطلب من Google باللغة الروسية ، في موقع التحصيل التابع لمعهد Lebedev Physical Institute. هناك أيضًا ترجمة إنجليزية لهذا الكتاب ، والتي تخضع بالفعل لإشراف دقيق من مؤلفين شريرين يبتزون الأموال. لكننا لسنا بحاجة إلى 100 عام :)
في الكتاب المصدر ، يوصف مبدأ تشغيل الليزر بشكل مشابه ، ولكن بمزيد من التفصيل ، يتم تقديم مقارنات تفصيلية للتشغيل مع الغازات العازلة المختلفة ، يتم إعطاء أمثلة على أنابيب الليزر ، ويتم إعطاء ملاحظة مهمة للغاية - إذا تجاوز معدل تكرار النبضة 8-10 كيلو هرتز ، فلن تكون هناك حاجة إلى حزم نبضات مزدوجة ، ويسمى هذا النمط من التشغيل وضع "النبضات العادية" ، عندما يتم إنشاء الإشعاع في كل نبضة الإثارة ، لأن الفاصل الزمني هو بالتأكيد أقصر من وقت إعادة تركيب الذرات في الجزيئات. من الآثار الجانبية لهذا التسخين الذاتي للأنبوب (مصدر الحرارة الخارجي غير ضروري). تم التعرف على نيون كأفضل غاز عازلة ، ولكن تم الإشارة إلى إمكانية تشغيل الليزر باستخدام الهليوم ، وحتى الأرجون. بالنسبة للرجل "العادي" محلي الصنع ، يتطلب المصدر الموصوف في هذه المقالة تكاليف غير مقبولة لثيراترون الهيدروجين سريع المفعول ، ومكثفات منخفضة الحث ، ومحول قوي عالي الجهد ، ومكونات نيون ، وما شابه ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، تم اقتراح إجراء جميع أنواع الأنابيب عن طريق اللحام من زجاج الكوارتز بأقطاب ملحومة ، والتي كانت عبارة عن شرائح من أنابيب فلاش من سلسلة IFP. لكن هذا لم يكن عقبة بالنسبة لي ، لأنه على عكس الخارج / البعيد ، فإن هذه الأجزاء رخيصة ومعقولة التكلفة إذا نظرت إليها. ها هم ، الاختلافات بين الاقتصاد المخطط والاقتصاديات السوقية ...
ثم كان بالفعل عامًا بعيدًا عام 2015 ، وقد طلبت من منفاخ الزجاج إنتاج أنبوب ليزر من هذا التصميم التخطيطي.
يتكون أنبوب الليزر من غلاف 1 مع أقطاب كهربائية من مصابيح فلاش 2. في منتصف الغلاف ، يتم إجراء العمليات 3 للمادة العاملة من كلوريد الليزر أو بروميد النحاس. هناك حاجة إلى العمليات بحيث لا تتداخل مادة العمل مع تجويف الأنبوب. يتم لحام نظام التشغيل Windows 5 بنهايات أنبوب الليزر لإخراج الإشعاع. من أجل ربط الهالوجين الحر ، الذي يتكون أثناء التفريغ ، يتم انسداد تجاويف الأقطاب الكهربائية مع رقائق النحاس.
في موازاة ذلك ، ناقشت فكرة بناء هذا الليزر مع مؤلف موقع laserkids.sourceforge.net يون سوثوري. بعد ذلك ، أصبح مهتمًا أيضًا بهذا المشروع وقرر تنفيذه بطريقته الخاصة ، باستخدام النهج الأكثر بدائية ، على غرار النهج الموصوف في الأسئلة الشائعة حول Sam's Laser. يمكن العثور على عمله
هنا .
في هذه الأثناء ، كان أنبوب الليزر الخاص بليزر كلوريد النحاس جاهزًا ، ويتبع تصميمه النموذج الموضح في الشكل من الكتاب. القطر الداخلي للأنبوب 12 مم ، وطول التفريغ 40 سم ، ويحتوي الأنبوب على 3 عمليات وأقطاب كهربائية من مصابيح IFP800. فوق كل من العمليات والأقطاب الكهربائية هناك سلالم لملء مادة العمل ، وكذلك لضخ وتدفق الغاز.
في غضون أسبوعين فقط ، كيف تم تصنيع هذا الأنبوب ، يقع عنصر نشط على بخار النحاس UL-102 في يدي. ثم تم وضع هذا الأنبوب في صندوق طويل جدًا. أثناء العمل مع UL102 ، ظهر مصدر طاقة لأشعة الليزر الخاصة بالبخار النحاسي.
بعد أن حصلت على مصدر طاقة يعمل بدقة مع معلمات مناسبة بشكل واضح ، تقرر العودة إلى أنبوب ليزر مؤقت. بعد ملء مع مادة العمل والنيون إلى ضغط 10 ملم RT. الفن. بدأ الهاتف لتبدو مثل هذا. تم استخدام كلوريد النحاس أحادي التكافؤ ؛ الشوائب تمنحه لونًا مصفرًا. فقط في هذه الحالة ، قمت بلف سلك نيتشروم على البراعم للتدفئة ، في حال احتجت إليه.
لقد ملأت التجاويف في العقد الكهربائي بقطع من النحاس.
سليل مع كلوريد النحاس المقربة.
منذ بداية التجارب ، اتضح أن سلك النيتشروم غير مطلوب. ليس فقط التدفئة ليست مطلوبة ، ولكن كان هناك أيضا تسرب مكثف قوي جدا على ذلك. لجعل هذا الأنبوب مغلقًا كان أيضًا قرارًا متهورًا - في لحظة واحدة تم تشكيل الكثير من الكلور ، لدرجة أنه بالكاد تم اشتعال التصريف وكان غير مستقر. تم إطلاق الكلور في الفضاء الداخلي ، بينما تم ترسيب النحاس على الجدران على حد سواء ، حيث تم صهره من الأقطاب الكهربائية والتي تشكلت أثناء تحلل الكلوريد. ثم في مرحلة ما تصدع الأنبوب من ضربة عرضية. كان عليها أن تعيدها ، ونتيجة لذلك فقدت إحدى العمليات ونقصت الطول.
نتيجة لذلك ، بدأ اختبار هذا الأنبوب في وضع التدفق.
من أحد الأعمدة ، تم ضخه بواسطة مضخة 31 ؛ ومن الثاني ، تدفق النيون عبر إبرة الأنسولين. تم ضبط الضغط على ترتيب 10-15 ملم RT. الفن. في وضع التدفق ، سارت الأمور على الفور على نحو أفضل - حيث حل تدفق الغاز الطبيعي على الفور محل الشوائب المنبعثة من كلوريد النحاس ومنتجاته المتحللة. بقي التفريغ مستقرة. ظللت معدل تكرار النبضة عند 15 كيلو هرتز ، ومتوسط القدرة المشمولة في التفريغ عند مستوى 1-1.2 كيلو واط. لتقليل الطاقة المطلوبة وتحقيق التعادل في مجال درجة الحرارة ، تم عزل منطقة عمل الأنبوب بصوف السيراميك.
سماعة أثناء الاحماء.
مع ارتفاع درجة الحرارة ، يتغير لون التفريغ من اللون البرتقالي النيون إلى مجموعة كاملة من الألوان ، حيث يمكنك رؤية توهج ألوان النيون والأزرق والأخضر.
بعد ذلك بوقت قصير ، بدأ جيل السطوع الفائق. لقد نسيت أن أذكر أنه في هذه التجارب لم أستخدم أي مرنان بصري.
مع زيادة التدفئة ، زادت الطاقة ، وأصبحت شعاع الليزر نفسها مرئية. في البداية ، خرجت الحزمة من طرفي الأنبوب ، لكن النافذة الموجودة على جانب قابس إخلاء الغاز بدأت تتحول بسرعة إلى تربة مع كلوريد النحاس المكثف والأوساخ الأخرى ، مما أدى إلى عتامة النافذة بالكامل. ظلت النافذة على جانب مدخل الغاز نظيفة.
للراحة ، عكس التصوير الشعاع مع وجود مرآة في الجانب.
بعد إيقاف التفريغ ، كان أنبوب الكوارتز ، إلى جانب العزل الحراري ، ساخنًا بدرجة حرارة حمراء. هذا يشير إلى أن درجة الحرارة المثلى كانت على الأقل 700 درجة.
كان من الصعب تقييم طاقة الخرج ، لأنه لم يكن ثابتًا ، ولكنه يعتمد على اختيار الوضع الكهربائي. مع ارتفاع درجة الحرارة ، انخفضت الطاقة أولاً ، ثم اختفى الجيل تمامًا. لكن على أقصى تقدير أود أن أقيم الطاقة بما لا يقل عن 100-200 ميجاوات وفقًا لمشاعري الشخصية ، على الرغم من عدم وجود مرنان بصري. لسوء الحظ ، لا يوجد جهاز لقياس الطاقة. للمقارنة ، فإن قوة الإشعاع التي حققتها Yunthth Sothory هي 2 أوامر من حيث الحجم أقل - 2 ميغاواط ، على الرغم من طاقة نبض لائقة إلى حد ما. والشيء هو تكرار التكرار. ومع ذلك ، لا يزال هناك مجال للتحسين في تصميمي - تحتاج إلى الانتقال إلى كميات كبيرة من الوسيط النشط ومرنان مرئي ، ثم بضع واط ليس هو الحد. لكن في وقت لاحق بطريقة ما.
المصادر المستخدمة:
- G. G. Petrash ليزر يعتمد على أبخرة المعادن وهاليداتها. وقائع معهد ليبيديف الفيزيائي ، المجلد 181 ، 1987
- www.repairfaq.org/sam/laserccb.htm#ccbtoc