Лазер на галогениде меди
Возможность избежать высоких температур при работе с лазером на парах меди дает использование соединений меди, имеющих высокое давление паров. Лучше всего подойдут галогениды меди, такие как иодид меди, хлорид меди и бромид меди. С этими материалами требуемая температура уменьшается до 300÷500 °С. Однако в этом случае электрическая схема питания лазера становится более сложной, т.к. для возбуждения требуются два импульса, следующих друг за другом через несколько сот микросекунд.
Первый импульс разлагает пар галогенида меди на атомы галогена и атомы меди, а второй импульс осуществляет возбуждение атомов меди как в обычном лазере на парах меди. Импульсы с такой небольшой разницей по времени могут генерироваться либо при высокой частоте следования импульсов, либо посредством специального генератора двойных импульсов.
Лазер на парах меди. Вариант 1.
Этот лазер был построен добрых двадцать лет назад, а имеется лишь одно фото.
Конструкция лазера соответствует схеме, приведенной на страницах книги Т. Рапп «Эксперименты с самодельными лазерами». Трубка лазера представляет собой кварцевую трубку толщиной 1 мм. и внешним диаметром 10 мм. Обмотка нагревателя выполнена из мегапирной ленты и изолирована несколькими слоями стекловаты. Длина зоны нагрева составляет около 15 см.
На фото хорошо виден передний электрод из латунного блока. Направленные вверх шланги служат для откачки и подвода буферного газа. Конструкция лазера монтируется на U-образном дюралевом профиле. Внизу справа- керамический конденсатор (1нФ х 20 кВ), далее справа-рельсовый разрядник. Блок питания лазера позволяет генерировать луч с частотой 100 Гц, т.к. рельсовый разрядник срабатывает на максимуме и минимуме полуволны сетевого напряжения. Резонатор лазера состоит из алюминиевого зеркала и стеклянной пластинки в качестве выходного зеркала. О выходной мощности лазера можно лишь догадываться, возможно, она составляет несколько милливатт.
Лазер на парах меди. Вариант 2
Характеристики
Частота импульсов - 100 Гц
Средняя мощность - 12 мВт
Длительность импульса ~ 50 нсек
Импульсная мощность ~ 2,4 кВт
Вид лазера сверху. Слева и справа- массивные латунные электроды с держателями зеркал, газовая подводка для откачки и подачи газа, а также водяное охлаждение. Внизу в середине- термозащитный кожух, окружающий печку. Между электродами хорошо различима кварцевая трубка лазера. Слева- направо- вакуумный вентиль, керамический накопительный конденсатор красного цвета и охлаждаемый водой рельсовый разрядник.
Детальный вид на печку. Плоская канталовая лента охватывает кварцевую трубку.
Вид на зарядный дроссель, охлаждаемый водой рельсовый разрядник и накопительный конденсатор.
Схема блока питания лазера
Рабочее напряжение на конденсаторах фильтра составляет 4 кВ. Среднее напряжение на накопительном конденсаторе равно 1,8 кВ. Средний ток лазера равен 280 мА. Такие параметры дают входную мощность 500 Вт, что проверялось галогеновой лампой (220 В, 600 Вт), подключенной параллельно разрядному промежутку. По свечению нити накала мощность лазера оценивалась на уровне 400 Вт. Канталовая обмотка потребляла ток 10 А при напряжении 60 В. Срок службы кварцевой трубки составил 2÷3 часа. Давление гелия в трубке составляло 0,8 мБар.
Измерителем мощности на термодатчике была зафиксирована мощность луча 16 мВт.
Сфокусированный линзой (f=50 мм) луч образовал пятно от прожога на проявленной фотопленке. Вследствие высокой частоты импульсов лазера на фотопленке от дрожания руки образовался фрагмент из жемчуженок в виде шнурков.