Comments 52
Очень здорово, что вы этим всем этим занимаетесь, это заставляет считать, что еще не все потеряно и в стране еще много людей, которые делают что-то новое.

Однако. Фотографии, которые вы показали в статье заставляют волноваться относительно вашей безопасности. Трубка, лопнувшая в ходе эксперимента и заполненная хлором, какое-то небезопасное помещение с полуразрушенными стенами, детали, разогретые до 700+ градусов. Может есть возможность объединиться с каким-нибудь университетом или НИИ? Там хотя бы можно будет делать эти эксперименты относительно безопасно.
От такого количества хлора с автором ровным счетом ничего не случится. Чуть покашляет и дальше пойдет. Главное, чтобы током не прибило. Но на этом автор, судя по тому что ещё жив, собаку съел.
Увы, такой возможности нет. Я пробовал — в местном институте физики и лаборатории квантовой электроники изготовление лазеров на парах металлов как самоцель никому не интересно, а задач под них также нет.
Блин, как же круто! Вы как «безумный ученый» из фильмов и мультиков — с горящим взглядом, живым воображением и неуёмным энтузиазмом. Эметт Браун, своего рода, только настоящий.
Прочитал бы я с удовольствием условно-твёрдый сайнсфикшн о ваших похождениях в средневековье или в постапокалиптическом сеттинге.=)

Ну и конечно впечатляет, когда из какой-нибудь ерунды вроде кассеты от видеомагнитофона, лазерного диска и веб-камеры получается вполне работоспособный спектроскоп; или когда делают из обычного низковольтного реле и горстки проводов вполне себе работающий передатчик.
Оно-то понятно, что ничего особо сложного, в принципе, но умение сделать что-то работающее из, простите, какой-нибудь глины и палок — это, по-моему, достойно уважения.

Мой вам респект.
ядреная статья. приятно и читать и на «цех» ваш смотреть. а то смущает, когда в НИИ основной «прибор» — компьютер с принтером.
спасибо!

Бро, будь аккуратен. Используй защитные очки. Я это не ради красного словца говорю.
Но ты крут! Респект.

Глядя на этот цикл статей, мне кажется самое страшное было в отладке БП, но постоянную бдительность конечно никто не отменяет.
Как всегда интересно и волнительно за вашу безопасность.

Ну хоть занавесок больше нет и на том спасибо.
Очень интересно и красиво, завидую даже немного какие у вас штуки:)
Интересная статья, спасибо!
А не пробовали этот зеленый пучок через линзу сфокусировать в точку?
Пробовал, фокусировался он плохо из-за большого диаметра и расходимости, точка в минимальном размере получалась порядка 4-5 мм
Зачем нужны скошенные края на концах трубки? С ними ведь не получится сделать резонатор Фабри-Перо?
Мои знания знания о лазерах уже начинают забываться из-за давности, но разве не в этом принцип работы лазера: усиление светом, который многократно отражается от торцов вдоль оси лазера?
Паразитные отражения от окон трубки портят, например. качество луча (т.к. отражающие способности окон хуже зеркал), поэтому окна делают или под брюстером или просто скошенными на несколько градусов.
Не совсем (не только) так. Обычно, торцы лазерного генератора скошены под конкретным углом — Углом Брюстера, чтобы «выживали» только конкретно поляризованные волны, а остальные погибали.

Я видел западную исследовательскую работу, где в аналогичной конструкции использовался бромид меди — при этом образующийся свободный бром конденсировался и впитывался в медную губку электродов. Это в сочетании с конструкцией трубки в виде трубы большого диаметра, разделенной на части диафрагмами (для уменьшения вредного влияния осаждающейся меди) позволило длительно работать в откачанном режиме.


Так же в западных исследования лазеров на галогенидах отмечается положительное влияние водорода в количестве 1-10% от газовой смеси на мощность и кпд лазера, имхо было бы интересно проверить.

Да, бромид лучше хлорида и добавка водорода действительно радикально повышает КПД лазера, чуть ли не в два раза. Ещё лучше работает совместная добавка водорода и бромоводорода, но это сильно усложняет конструкцию
В случае с проточным лазером разве подача газов столь сложна?
сварочные регуляторы расхода газа ИМХО вполне справятся, и стоят доступно.
Получение попутного бромоводорода заставит обустраивать рядом с лазером ещё и химическую лабораторию, если так сказать выжимать максимум. А водород тоже где-то получать надо, например в аппарате Киппа. В баллонах не видел чтоб продавали.
Собственно два аппарата Киппа — один с серной кислотой и бромистым калием и другой со щелочью и алюминием. Все вещества в принципе недорогие. Даже в реактивном допустим ХЧ или ЧДА исполнении. Плюс осушители полученных газов. Не сказать что это вот прямо в каждом хозяйственном, но технически ничего невозможного. Это куда проще чем все то, что автор наворотил у себя на столе :)

Видел на алиэкспрессе демонстрационные мембранные электролизеры — по сути почти готовый генератор водорода, просто добавь осушитель. И подачу регулировать просто, если источник питания ток ограничивать умеет. Производительность, конечно, не особо велика, дак нам и не токамак заполнять.


А бромоводород разве не будет образовываться прямо в разряде, из продуктов распада бромида меди и водорода? Те, конечно, было бы интересно поиграться с его подачей, но для начала имхо достаточно водорода, как дающего наибольший бонус.

> А бромоводород разве не будет образовываться прямо в разряде, из продуктов распада бромида меди и водорода?

Википедия (посыпаю голову пеплом) говорит что для этого нужен платиновый катализатор. Но таки да, в каком-то количестве будет.

На английской вике написано, что как катализатор в промышленном получении служит так же асбест.
А вообще, в условиях сильноточного разряда, где молекулы разваливаются на атомы — почему ему и не образовываться то, из атомарного брома и водорода. Другое дело, что он и сам будет в разряде распадаться, но как быстро и где в итоге установится равновесие — неясно.

> А вообще, в условиях сильноточного разряда, где молекулы разваливаются на атомы — почему ему и не образовываться то, из атомарного брома и водорода

Звучит логично.

>Другое дело, что он и сам будет в разряде распадаться, но как быстро и где в итоге установится равновесие — неясно.

Я сейчас опять впишусь в мракобесие, но на вики утверждается что HBr очень стоек к термическому распаду и при 1000C распадается порядка 0.5% HBr.

В данном разряде действуют не только тепловые факторы — электроны, разгоняемые полем разряда, не только легко обдирают внешние оболочки атомов ионизируя все подряд, но и разрывают молекулярные связи.
Собственно, именно поэтому в лазерах на галогенидах металлов используют или двойной импульс, или достаточно высокую частоту повторения импульсов — первый импульс разрывает молекулы, высвобождая металлическую медь, второй уже излучает.
Так то хлорид меди тоже термостоек, но у автора он распадался в разряде на ура :)

Немного перепутал, не мембранный, а с сепаратором.
Что вроде этого, много их:
https://s.click.aliexpress.com/e/rUZxPeWy
Но можно протонообменную мембрану купить отдельно и вклеить, если сепаратора не хватит.

С трубкой это вы конечно переусложнили), Сложные спайки после надо отпускать иначе треснут. Достаточно взять одну трубку большего диаметра и вложить в нее вторую, меньшего. В меньшую равномерно положить активный метал, он после начала прогрева будет испаряться и разойдется с разрядом по всей поверности внутренней трубки со временем.
Всю конструкцию разместите в асбестовой печи — изготавливается очень не сложно. Срез на краях трубки должен быть ну чуть побольше, его задача увести фотоны не нужной вам длины волны в сторону — не делать паразитных контуров условно. А вот с зеркалами конечно где их достать под вашу длину волны тут надо думать, притом одно полупрозрачное. Ваша задача по логике отловить и усилить первый фотон — полетевший вдоль оптической оси системы. Он соберет все возможные возбужденные активные атомы по оптической оси же, кардинально увеличив вам когерентность излучения. Без зеркал все таки это на половину лазер.

Вариант с двумя трубками — это и есть классический саморазогревный активный элемент, на таких АЭ фабричного производства у автора прошлые варианты лазера успешно работали. И печь им не нужна.

Для лазеров на парах меди полупрозрачные зеркала практически не используются, при таком коэффициенте усиления и времени импульса классические устойчивые резонаторы работают очень плохо. Исходя из посвященной этому вопросу советской литературы — лучшие результаты дают неустойчивые резонаторы, где свет примерно через 50 проходов выходит за пределы зеркала и уходит потребителю — как результат, нет потребности в полупрозрачных зеркалах.

+ при таком коэффициенте усиления неидеальность зеркал практически не играет роли, в любительских конструкциях успешно использовались как алюминированные зеркала от автомобилей, так и самоделки из стекла и серебра (реакция серебряного зеркала).
Неустойчивый резонатор нужен только тогда, когда хочется дифракционную расходимость луча получить, это было важно для ряда технологических установок, описанных в диссертации Лябина. А так достаточно и плоскопараллельного резонатора из алюминированного глухого зеркала и прозрачной пластины — выходного.

Ну, дифракционную расходимость получить было бы неплохо — с ней можно уже металл резать, пусть и медленно. Это уже практически применимая конструкция получается.
Кстати, а выходная мощность и кпд от резонатора разве не зависит?

В общем случае зависит. В этом весь фикус с прозрачностью выходного зеркала — отраженные фотоны не только высвечивают электроны с верхних уровней, но и вполне себе поглощаются этими самыми электронами на нижних ибо длина волны фотона и его энергия как раз идеально подходит для перехода на верхний. Если все отправить назад в активную среду после импульса накачки — лазер уйдет в рассеиваемое тепло. Для оптимальной генерации нужно возвращать назад в резонатор какую то определенную часть потока в общем случае.

в печку можно термометр воткнуть и нагревая печь получать разную плотность активного вещества при одной мощности тока, Тогда как при саморазогреваемом мы находимся в пределах функции зависимости сила тока/температуры активной среды/плотности атомов меди, что может и быть не близко к максимальному КПД. Да и имея уже почти готовую печь туда термопару воткнуть откалибровать и играться с мощностью и кпд это само по себе интересно выйти на максимум функции мощности от (температуры/двления/сила тока), это ж отдельный фетиш выжать максимальный КПД, право слово, а тут уже печь практически готовая

Тогда, имхо, лучше сделать длинный отросток с активным веществом и его отдельно греть, иначе нагреватель будет мешать разряду. Да и термоконтроллеру поплохеть может от наводок.

мы как делали — брали асбестовую трубу большого диаметра сантиметров от 15ти, разрезали пополам, прокладывали термоватой (не помню точное название, это не вата) в нее укладывали спирали нагревательные по кругу, до самой трубки там расстояние от спиралей сантиметров пять было. Это давало более менее равномерный разогрев всей активной области до нужной температуры. Внутрь печи термопару, потом калибруем напряжение по температуре. Смысл в чем — плотность паров меди зависит от температуры. Очевидно что мощность лазера зависит от плотности. Очевидно что от энергии накачки тоже зависит. Разряд греет активную среду — но температура разогрева разрядом (и плотность атомов меди) это функция от средней силы тока. И эта функция может не проходить через максимум функции КПД от мощности накачки и плотности атомов меди. (а может и проходить). Там вообще много влияет — от формы импульса разряда, плотности и состава буферного газа, чистоты этого газа, ой там много всего, правда это много может входить в кпд во втором порядке только).
ПС. Простите, возможно не совсем вам отвечал

а основная задачя для себя самого какая-то ставилась или только получится ли в домашних нелабораторных условиях? Вспомнились «хроники лаборатории». Главное, что бы действительно это было полезно и востребовано в дальнейшем, хоть бы самим автором. Дерзайте, коллега!
Читаешь такие статьи и как-то пробуждается вера в человечество. А потом читаешь комментарии она крепнет! Уже хочется пойти сделать с дочкой детекторный приёмник по-честному, а-то гештальт не закрыт: в детстве он у меня ловил наводками проводное радио со столбов.
Нет уже тех станций, что на детекторный приёмник принимались. Им. Коминтерна под Н. Новгородом — закрыта. Маяк — лет 5..7 назад вещал только с передатчиков в Средней Азии, как сейчас — не уточнял. И т.д.
Хотя — надо/можно проверять.
Зато можно сделать радио-маячок на солнечной батарее и отправиться в поход для его установки где-нибудь в глуши на высокой сосне. Маячок может выдавать температуру, влажность и освещённость на коротких волнах в QRP режиме. Моей пятилетней дочке это пока рановато, но я в детстве от таких штук писал кипятком. Жаль только этим в детстве со мной никто не занимался. Ну и надо набраться здравомыслия и не пытаться насаждать современным детям те деревянные игрушки, в которые не наигрался в своё время сам.

Все замечательно, только у меня один вопрос:
зачем все это и где можно применить ваш прибор?
каково практическое применение?
Спасибо

Все мои работы не несут за собой практического применения, цель их — во-первых разобраться самому как устроены и работают разные виды лазеров, а во-вторых показать, что при должной настойчивости можно делать в домашних условиях лазеры не хуже заводских, пусть и с использованием ряда заводских компонентов, типа радиодеталей. Главная цель сделать лазер с хорошей выходной мощностью и желательно на видимом излучении, без лазерных диодов и прочих полупроводников. Потому приходится делать заказные стеклодувные работы и сложные источники питания. А для зарабатывания денег у меня есть другие работы и задачи, в частности ремонт лазеров в лабораториях.
Ок, я понял что это для души :)
Но насколько я понимаю (если честно я полный ламер в лазерах, даже не понимаю как они работают, хотя раньше очень продвинуто занимался радиолюбительством) эта сфера науки довольно специфична и дорогая (да хотя бы по используемым материалам)
Это как (грубо) пытаться в гараже собрать из говна и палок ядерный реактор, не? :)
Если вы где нибудь достанете нужное количество свежих ТВЭЛ-ов то что вам помешает из говна и палок собрать ядерный реактор? Фонить он конечно будет жутко, но работать то будет…
ну был же уже такой делец :). хотя, положа руку на сердце, я все-таки испытываю к таким целеустремленным людям симпатию. Кстати, упомянутый мной сабж, после того, как у него «забрали мечту» — помер от алкогольного отравления…
Ну почему сразу ядерный реактор? Я знаю товарища, который из полиэтилена склеил тепловой аэростат шар и взлетел на нём, теперь он занимается проектированием и изготовлением таких аэростатов профессионально. Знаю человека, который из подручных материалов и хлама собрал небольшой самолёт. Очевидно, что практической пользы в этом нет, но, мне кажется, человечество в челом такие умельцы продвигают своим энтузиазмом и эрудицией на боле высокую ступеньку. Иначе чем люди по отдельности отличаются от своих предков каменного века?

Кстати о радиокомпонентах — можно ли собрать самостоятельно водородный тиратрон? Разрядники то уже laserkids делал, и это фактически сердце блока питания.

Ну если под руками есть электровакуумное производство со всеми необходимыми материалами и технологиями — то можно. Понадобится технология изготовления вакуумноплотной керамики, технология спаев керамики с металлом при помощи пайки серебром в среде водорода, всякие там молибдены-ковары из которых сделать сетку и анод, вольфрам для изготовления катода… Итд итп. Да, можно делать в стеклянной колбе, тогда понадобится хорошая стеклодувка, я уже молчу о станции вакуумной откачки. А самое главное — нужно самому очень хорошо владеть всеми этими технологиями. Возможно тогда из 20 образцов получится пара удачных. И то, их параметры будут под вопросом. Как оказалось самое главное для таких тиратронов — получить минимальную паразитную индуктивность, и максимальную скорость переключения чтобы работать на высокой частоте повторения импульсов а у стеклянных модификаций она хуже чем у керамических.

В общем купить тот же ТГИ1000\25 будет сильно дешевле. В среднем можно за 20-50$ найти на просторах СНГ у разных ламповых барыг, а то и дешевле. Я лично свои тиратроны по 500 рублей купил каждый у знакомого тесластроителя.

Все-таки хороший импульсный тиратрон это не декоративный никси-индикатор и даже не простейшая вакуумная лампа диод или триод, которые делают умельцы на ютубе, тут важно не просто получить факт работоспособности собственноручно изготовленной лампы, а получить определенные контролируемые электрические параметры.

К сожалению только некоторые типы лазеров и к сожалению же хуже заводских при одинаковых равных. Перед сдачей лазера в производство его по хорошему гоняют по очень многим параметрам на максимальный КПД/время жизни, чистота доступных материалов, газов, чистота обработки изделия, форму и частоту импульсов если он импульсный и на скорость прокачки газа и на все параметры которые инженерам приходят в голову как возможно важные. При этом на эту спецификацию лазера работает кафедра в нии, лаборатория при кафедре, мастерская при нии и смежных нии, финансирование заказчиков и все доступные мощности заказчика. И среди этих людей очень большой процент энтузиастов, таких же как Вы, но обладающих несравнимой материальной базой.
А вот в чем у Вас настоящее преимущество — вы не скованы обязательной целью гранта. Т.е. можете двигаться в направлении интересном сугубо Вам лично, даже если все научное общество думает что это бесперспективно. Соединять разные режимы работы, делать открытия на границах работы формул. Все доценты с кандидатами повязаны целями по рукам и ногам, кандидатскими, докторскими и т.д. все это надо обсчитывать, обмерять, описывать, оформлять статьями, вести учебную и административную работу. На чистый полет любопытства времени практически не остается. Но тут Вам нужно будет измерительное оборудование, т.е. способность сравнивать результаты экспериментов — мощность, когерентность, кпд что бы понимать к чему в итоге привел эксперимент.

>подача газа, вакуумный насос, химвещества, высоковольтные провода, нагрев до 700 градусов
>выходная мощность 200 мВт

Боже, благослови полупроводники!
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.