在
最后一部分中，我们研究了横向放电氮激光器的自制和工厂设计实例，正是这种拓扑结构成为了自己动手做重复的最流行方法。 这是她的优点：
- 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，即使是在大气中操作的自制简单氮-氮激光器的构造也非常适用。
- 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。
但是这种拓扑并非没有缺点。 哪些导致了淘汰？ 继续阅读。
在最后一部分中，我举例说明了西方可以买到的氮气激光器。 但是在前苏联，“设计学校”则完全不同。
如果在氮气激光器中逐渐减小压力并增加电极之间的距离，则可以逐渐使用纵向放电激光器。 当气体中的放电和辐射完全对准时。 在这种情况下，放电在细玻璃管中燃烧，大约像氦氖激光器一样。 在较低的氮气压力下，介质的增益较低，脉冲持续时间接近最大可能值（正常值为10-20纳秒），并且功率要求甚至进一步降低。
纵向放电激光器的优点克服了横向放电激光器的缺点：
- 光束质量高，因为放电在圆管中燃烧，并且激光器通常与简单的谐振器一起工作，该谐振器由镀铝的盲镜和呈平面平行玻璃板形式的输出谐振器组成。 光束分别在横截面上也具有更均匀强度的圆形。
- 能够在高脉冲重复频率（高达几千赫兹）下工作。
- 较高的平均辐射功率，在某些情况下达到数百兆瓦。
- 辐射功率稳定性高。
激发短时放电的方法也大不相同-通常使用高压脉冲变压器进行激发。 变压器通过高压同轴电缆缠绕在铁氧体环上。 电缆的外部编织层被切成多段，从而使这些编织层穿过环中的一个孔，形成一匝或2-3匝，并且这些编织层的末端并联连接。 电缆的中心线（编织物沿其均匀分布）连续缠绕在一叠环上，形成10-15圈。 因此，通过改变切割编织物的方法，可以灵活地选择输出电压，而对可获得的输出电压没有基本限制。 这样的变压器可以具有任何变比，而布鲁姆林发电机只能使电压加倍。
然而，除了需要光学谐振器和真空之外，纵向放电激光器也不是没有缺点。 除了前苏联国家以外，正是这些原因导致他们的患病率很低，在这些国家中，他们占据了应有的地位，他们不得不忍受这些缺点。 这些激光器的主要应用领域是微电子工业的技术设备，它需要高光束质量，并且需要以较高的平均功率（对于某些型号）进行非常精细的聚焦。
纵向放电激光器的特征还在于：
- 单脉冲能量低。
- 管中的低气压需要制造玻璃密封管，这是相当费时的玻璃吹制操作。
- 由于电极的雾化产物逐渐污染氮气，导致密封管的使用寿命有限。
现在，让我们看看苏联制造的最著名，最广泛使用的激光器-LGI-21，也称为LGI-503。 这是我的第一台激光器，由此开始了我对激光器的热情。 在学生时代，我从一个实验室的仪器退役时得到了它。 像任何激光器一样，它由发射器和电源组成。 在高达100 Hz的脉冲重复频率下，声明的激光功率为3 mW，这通常非常小。
发射器内部是带有同轴设计的玻璃管。 中间有一根细管，放电管在其中燃烧，而外面有一个含一定量氮的压载物。
里面的电源非常简单。 高压脉冲变压器位于右上角，存储电容器向左放电一点，由晶闸管放电到其初级绕组，中间是TGI2-130 \ 10脉冲晶闸管，左边是带有倍压器的高压电力变压器。 右下角是用于控制晶闸管的两灯发生器。
正是这是我第一个学会修理，调整和仔细研究其设备的激光器。
现在，我将告诉您如何首次恢复密封激光管的工作能力，这种激光管是在很久以前发生的LGI-503激光器中，这是我对激光技术充满热情的开始。
在打开后仔细调整镜子后，激光会产生非常非常“缓慢”的光束。
电源和后视镜设置的任何技巧都不再有用-一切都表明来自其中的气体已“耗尽”。 我以为这不会再糟了，所以我把激光管上的乳头弄断了，然后将一块玻璃管粘在上面。 在内部，我从滴管插入了一条软管，并将其连接到真空泵。 用一根另外的软管从滴管中将一根针插入口香糖，在其上有一个夹子-出现了简易的漏气现象。
然后，我打开泵，等待它将管子抽到最大真空，然后稍微打开“泄漏”并打开电源。 灯管中发出了明亮而稳定的放电，并且输出处出现了非常明亮的射线！
同时，在“新鲜空气”中，激光能够在没有谐振器输出镜参与的情况下发出光，只有功率肯定较低。
铀玻璃板在光束下发光得特别漂亮。
事实证明，室内空气在带有纵向放电的低压激光器中也可以完全运行。 通过选择压力，可以找到最大辐射功率。 由于我现在有机会使用串行激光器进行大量实验，因此我不必理会带有横向放电的自制激光器。 而且，我更喜欢整齐的圆形截面的细光束。 因此，氮气激光管的回收是非常简单的操作，足以将其打开，再次抽出并选择最佳压力。 产生汞的压力范围相对较大-从十分之一到数十毫米汞柱。 现在，当我第一次能够恢复激光管的工作能力时，我决定
从中赚钱，以巩固我的经验，并再次焊接以下激光管。 我从大学实验室收集了另外3台无法工作的激光，然后开车去熟悉的吹玻璃工，吹玻璃工焊接了新配件，将其泵送和填充到打开的塞子处。
在吹玻璃车间的同一地方，他们设法抽出这些管子，并用纯氮气填充它们，但这是有特点的-与空气相比，输出功率没有明显差异。 发光点的亮度看起来与家里空气和抽水的情况相同。
然后将管子密封，然后组装激光器并返回给客户。 在那之后，退役的零件变得更加容易，然后是新的激光器-我设法从功能更强大，更稀有的LGI-505氮气激光器中获得了两个电子管，该激光器从各种来源发出的功率为40至120 mW。 他还拥有一个纵向放电管，但设计更具“橡木”感-放电在陶瓷毛细管中燃烧，该毛细管在外部被水冷却，阴极制成大直径铝制圆柱体，侧面焊接有一个过程，其中螺旋加热了某些物质的片剂以进行再生如果管中的气体压力由于某种原因而降低，则为氮气。 布鲁斯特巨大的石英制成的出射窗也引人注目。 下方的显像管。 第二部手机放在附近的密封袋中。
在发射器内部，该管与纳秒级脉冲产生电路组装在一起，该电路包括一个闸流管，一个脉冲变压器（一个装有油和绝缘子的小罐）以及一些其他细节。 由于我自己只有电子管，所以发射器的照片是从Google拍摄的。
但是我仍然有一个外部电源和电子管。 但是他只处理高压的产生，以便为散热器内的存储电容器和晶闸管控制脉冲充电。
在内部，它有一个相当有趣的设计-高压发电机是晶闸管上的老式苏联开关电源，输出处有一个微型油变压器，该变压器带有水冷套。
使用所附说明中的图表，我能够还原发射器的必要“电源部分”并启动LGI-505。 该电路与LGI-21的电路基本相同，只有脉冲变压器，晶闸管功率更大，存储电容器的容量更大。 该变压器是自制的，用同轴电缆缠绕到6个尺寸为120 * 80 * 12的铁氧体环上。 电缆上的编织层分为8部分，所有部分并联连接，并形成一匝初级绕组。 电缆的中心线芯形成8匝次级绕组。 来自变压器的电压脉冲的幅度估计为大约70-80 kV。 晶闸管安装了TGI-1-1000 \ 25，原则上是多余的，但当时没有其他。 标称值为4700 pF 50 kV的单个电容器k15-10被用作存储电容器。
高压和控制脉冲由上面显示的本地电源提供。
第一次启动时，超发光辐射出现在灯管的两端，超过了带有光学谐振器的LGI-21激光器的功率。
在此激光管上增加一个谐振器可以显着提高输出功率。
以铀玻璃为靶标，它看起来特别壮观。
即使外壳已完成，这种激光也有可能成为完全成品。
但是随后开始了我的
铜蒸气激光器的制造 ，从那开始，我首先需要一个TGI1-1000 \ 25晶闸管，然后是一个用于实验的脉冲变压器。 而且，这种设计被部分拆卸并放置在一个角落，直到最近，它的进一步命运还是未知数。 直到我想为氮气激光器制作自己的灯管。
制作纵向放电的氮气激光器比横向放电激光器要麻烦得多，因为您需要使用玻璃管工作并在真空下吹毛求疵，因此您还需要最简单的镀铝盲镜和平行于平面的透明窗口的光学谐振器-输出镜。 但是即使在这种情况下，也有可能使用组装在多个陶瓷电容器上的传统Blumlein发生器进行发电。 氮气纵向放电激光器在自制制造商中极为罕见，但确实如此。 由于某些原因，大多数是德国人。 以下是设计示例。
来自
adrian-homelab.de的激光
来自
deralchemist.wordpress.com的微型纵向氮气激光器
显然，还有另一个是前一个的主要来源，来自pulslaser.de的Thomas Rapp激光
这是一种薄而圆的激光束，是赞成纵向放电激光器的主要论点
在互联网上，也有将变质的氦氖激光器转换为氮气的示例-本质上，任务是建立电源和真空系统。 好了，您需要小心地打开管子并将其乳头粘到泵上。 结果与完全自制管的情况相同。
最后是我自己的设计！
将该激光器组装在现有的电平台上，在该平台上组装了LGI-505激光器并进行了一些外观改动。 制作了一个新的，具有更高文化底蕴的脉冲变压器，其参数与原来相同。
安装了一个新的闸流管，它在铜蒸气激光器的电源中显示出不一致的地方，但是在这里可以很好地工作-TGI-1-700 \ 25，大型和玻璃制。 添加了第二个电容器k15-10，增加了系统的总电源。 通过更改电容器的连接，可以选择适当的“泵浦能量”。 结果，实验平台与被测试的同一LGI505管一起看起来像这样。
然后，我安装了自己的管道，而不是LGI-505管道。
激光管由一段玻璃毛细管组成，该玻璃毛细管的内径为3.5毫米，长度约为25厘米，其末端是磨损的铝电极。 每个电极都有一个配件；通过一个电极，空气被泵抽出，通过第二个电极，空气缓慢流入管中。 来自胰岛素注射器的针头（其尖端在内部）插入真空软管，完美地显示出自身为泄漏点。 在每个电极的另一侧，有一个喷嘴，较大的玻璃管放在上面并粘合，其两端以布鲁斯特角切割。 用来粘合辐射的石英窗（如我所想）被粘在它们上面。 铝镜安装在灯管的一侧，以增加辐射功率。
该管由3NVR1D泵抽出。 当空气流过胰岛素针头时，平衡压力设置为约10 mm Hg。 艺术
开启后，激光器立即开始工作。 但是，出乎意料的是，出射窗完全没有通过辐射，而只是将其反射了下来，而在部分被耐热玻璃管吸收的辐射则下降了。 左窗实际上是石英，通常会发出辐射，很容易观察到超发光。
这是在不透明窗口侧面发生的情况。
如果遮住钝镜，则右下方的发光会减弱。
我不得不用正确的窗口替换右边的窗口。 此后，输出功率超过了LGI-21的输出功率，并接近了LGI505的功率，后者在无镜模式下工作。
因此，在空气中运行的自制纵向放电氮气激光器是完全成功的！ 并且由于该管以流动模式工作，这意味着它可以对除氮气和空气以外的其他气体起作用。 但这是一个完全不同的故事，并且是未经实验的领域。 这是我的第一台完全自制的激光器，其中既有有源元件（气体排放管），也有自制的泵系统。
因此，如果有人想进入激光和相关学科的世界，那么您可以安全地开始构建氮气激光器。 如果您有真空泵和用于组装变压器泵系统的零件，则可以选择横向放电激光器作为最简单的激光器，或纵向放电激光器。 但是，无论如何，这比“将激光二极管连接到现成的驱动器并制作激光指示器”要有趣得多，因为参与这样的理解激光操作原理的过程更加深入，这提供了宝贵的经验和知识。