也许每个喜欢近电子自制产品的人都想知道是否有可能在家中自行制造激光。 可以肯定的是，我经常从长辈那里得到一个相当可预见的答案，即很难或几乎不可能做到，他们说，激光辐射只能从昂贵的特殊晶体和玻璃中获得，或者只能从暗沼泽获得其他未知材料或在海外西部。 实际上并非如此。 可以进行激光加工的物质的数量估计有数千种，其中有些实际上在我们脚下，实际上在我们周围无处不在。 因此，例如，人们可能会惊讶地发现，有可能在水蒸气中，从毡尖笔中提取的染料中产生激光，最后在许多生物呼出的二氧化碳中获得了数百千瓦的激光产生。 但是，还有另一个激光工作环境，它比其他所有激光器的总和要普遍得多。 这是氮气，其中78％在大气中。
如果您在Google中进行“自制激光”查询，则首先弹出氮气，其中包含许多设计示例：
更详细地考虑其操作和设计原理。
氮激光器是分子气体激光器的典型代表，其在氮分子中的电子跃迁上工作。 它的主要特性是在紫外线范围内密集产生，其基本波长为337.1 nm。 氮作为工作介质的特性使得仅在脉冲模式下才有可能产生，因为跃迁是自限的，即 在这样的转变中，种群反转的持续时间受到较低水平的粒子积累的限制； 它不超过较高工作水平下的颗粒寿命。 氮的最高能级的寿命约为40纳秒，因此所发射的激光脉冲也非常短，约为几十纳秒。 这对激发的电脉冲有特定的要求-它也必须短且具有陡峭的前沿，以便在上位能级的生命周期内设法将大量分子转移到激发态。
同时，作为活性介质的氮气具有非常高的增益，其增益是如此之高，以至于不需要反射镜-当辐射被一遍放大时，它可以在超发光模式下很好地工作。 但是，它可以在高达大气压的宽压力范围内运行。 而且，事实证明，尽管大气氧减少了可达到的最大发电功率，但它并未发生干扰。 因此，对于自己动手的人来说，这是一个非常吸引人的图画：工作环境极为便利，不需要抽真空和气体，也不需要稀缺的材料。 甚至不需要光学腔镜。 您只需要稍加修改即可。 让我们更详细地考虑提出用于自制造的氮气激光器的装置。
根据激励脉冲的要求，通常会出现一个基于布鲁姆林发生器的激光泵电路，该电路由两个扁平电容器组成，该电容器可以由铝或铜箔的多层和介电膜形成。 该设备中的开关是两个带圆头螺钉的最简单的火花隙。 看起来，激光本身在哪里？ 产生激光辐射的过程几乎看不见-在两条金属线之间的间隙中，脉冲放电被点燃。 标尺安装在扁平电容器C1和C2的相对边缘上。 放电在标尺的轴上燃烧，并且激光辐射分别沿着具有横向放电的气体激光器射出。 为了使电容器充电时放电不会点亮，在激光间隙中并联了一个小电感器，从而缩短了直流间隙。 如图所示，必须施加高电压（约10-15 kV）-激光器才能工作。 任何合适的装置都适合作为HV源-电晕枪，空气离子发生器的电源，电泳仪，CRT电视或监视器的HV源。 由于它在没有镜子的情况下工作，因此辐射会从标尺的两端发出。 由于它会发出紫外线，因此您可以熟悉各种物体和材料的发光。 这样的激光器对于泵浦染料激光器非常方便-只需向染料比色杯中加
水 ，然后将其放在光束下即可。
出于同样的原因，并且由于脉冲能量非常小（数十微焦耳），因此它的辐射对于眼睛来说是相对安全的，因为它被角膜吸收并且没有到达视网膜。 虽然，不应该直视光束-角膜的紫外线灼伤是一件相当不愉快的事情。
因此，这种方案使进入激光技术领域的“准入门槛”非常低；这种激光器是由无数人制造的。
还有更糟糕的设计。 第一张照片中的绿点是辐射的“目标”的发光。
还有更详细，更整洁的一个，例如这个。
是的，这样的激光器通常可以在不到2分钟的时间内完成组装！ 除非当然要准备好所有原材料，然后进行设计，即 手已经满了。
如果对输出参数没有特殊要求，这种激光器设计的可用性和简便性可以在西方大学的实验室中节省很多钱。
然而，为了保证这种激光器的成功运行，必须注意一些细微差别。 它们中最重要的是，线电极的边缘应尽可能平滑，并具有圆形边缘，以使放电没有机会组装成从某个点点燃的单个火花。 第二个是正确选择用于扁平电容器的绝缘膜，以便以最大可能的电气强度获得最大可能的容量。 第三是正确选择电极之间的间隙，必须在整个长度上准确地保持该间隙，且间隙不得超过2-3 mm。 然后，将通过激光放电获得最短的电流前沿。 通过将工作气体压力降低到100-200 mm Hg，可以简化最后两个细微的公差。 例如，如果用纯氮气代替空气而不是空气，但这自动意味着原始但真空的系统的外观，以及电极的密封程度很小的结论。 在这种配置中，电极之间的距离可以增加，并且对电流前沿陡度的要求有所降低-扁平电容器可以用紧凑的陶瓷电容器代替。 但是这样的设计也有权存在。
例如，来自Jarrod Kinsey的自制氮气吹扫激光器。
在这里，由于他桌上的各种物品很多，激光器本身很难考虑。
低压横向放电氮气激光器，其中扁平电容器由陶瓷电容器代替。 由Thomas Rapp设计。
如果有人对构建这种激光器的详尽而详尽的指南感兴趣，并描述了所有不明显的细微差别，那么值得再次
参观Yun'a Sothory的遗址 。
还有一个颇为流行的传说，那就是在发现激光操作原理之前很久，即在它们刚刚开始吸收电的时代，就可以检测到在扩展气隙中火花放电期间的激光效果。 但这是一个美丽的假货，例如这张照片。 这不会否定其内容的准确性。
描述“维多利亚时代的激光”的文章在
这里 。
现在，我们将考虑什么是原则上可以买到的氮激光器的设计。 在西方，我遇到的所有氮气激光器绝对都有Blumlyayn发生器泵浦的横向放电。 一切都像上述的自制激光器，只是在这里添加了方便的激光控制装置，更先进的电源，而不是最简单的火花隙（脉冲氢晶闸管或受控的高压火花隙），而不是由薄膜和箔片制成的大型扁平电容器-有许多小的陶瓷电极，并且在它们之间有一个位于封闭空间内的排放口，您可以在其中调整压力并通常给其他气体充气。 但是原理保持不变。 这种方案具有以下优点：
- 简单性。 如上所述，即使在实验室中进行了相当认真的科学工作，在许多情况下，即使在大气中操作的自制简单氮-氮激光器的构造也是相当适用的。
- 相当严重的输出脉冲能量-在大型装置中为数十毫焦耳。
- 非常短的脉冲持续时间，在某些情况下，总计数百皮秒。
- 前面两个因素的结合使得有可能获得巨大的脉冲功率-几十到几百兆瓦。
随之而来的还有一些缺点：
- 令人恶心的光束质量。 光束不是圆形的而是长方形的，在截面上强度不均匀。 在某些情况下，例如当您需要泵浦染料激光器时，这并不是至关重要的。
- 脉冲重复频率有限，通常不超过几十赫兹。
- 脉冲之间的能量不稳定。
- 一些设计需要定期维护-更改工作气体，维持其压力，定期清洁和抛光电极。
所有上述优点和缺点都完全适用于自制氮气激光器。
让我们看看西方制造商的氮气激光器的外观，并将其设计与最简单的自制产品进行比较。
Spectra-Physics小型氮气激光器及其带状激光器腔室。 这是低压横向放电激光器。
陶瓷电容器代替了扁平电容器，并且在顶部具有受控的火花隙。 激光腔充满氮气并密封。
强大的氮气激光器在光谱的蓝色区域中有一个较小的过渡。 您会看到许多小陶瓷电容器和电极之间的阻塞电感器。 为了获得除337.1 nm以外的其他波长的激光，需要在氮气中添加氦气。
1973年制造的第一台横向放电激光照相机。
Molectron激光系统。
具有横向放电的大功率激光器的内部，当替换气体混合物和光学器件时，可以用作CO2激光器或准分子激光器。
工业生产的横向放电激光器的电极外观。
激光摄像机的皮秒脉冲持续时间。
现在，经过以上所有这些，如果我尝试重复这种构造，对我来说将会出现一个合理的问题。 实际上，不，我没有尝试过。 有客观原因。 简而言之，我喜欢完全不同类型的氮气激光器-不是横向放电而是纵向放电的激光！ 但是
在下一部分中会对此进行更多介绍。
使用的来源：
1.
www.jarrodkinsey.org2.
www.rapp-instruments.de3.www.spakbangbuzz.com4.
www.jonsinger.org5.
www.swissrocketman.fr6.
www.mylaser.ucoz.ru7.
www.laserkids.sourceforge.net8.
www.technology.niagarac.on.ca我希望我没有忘记任何人。