И ещё один небольшой дисклеймер: этот проект был осуществлен из-за моей большой любви к искусству получения лазерного излучения, во многом ради процесса его реализации, посему попрошу не задавать вопрос «зачем это надо» в комментариях. Представленная информация показана в ознакомительных целях, автор не несет ответственности за последствия попыток повторения описанного.
Картинка для привлечения внимания.
А продолжение — под катом.
Сначала придется сделать некоторое лирическое отступление. Все дело в том, что я, наверное, один из тех многих людей, которые когда-то мечтали о своем световом мече или лазерной пушке, по крайней мере в том виде, в котором это возможно при нынешних технологиях. И как оказалось, всё возможно, если над этим поработать. С начала студенческих времен я увлекся электротехникой, а именно – получением высоких напряжений и высоких частот. Так я для себя открыл такое интересное устройство как трансформатор Тесла в его многочисленных проявлениях с использованием самых разных топологий и самой различной элементной базы. Одновременно с этим я понял, что меня особенно притягивает эстетика дизельпанка, а именно хотелось, чтобы все мои изделия выглядели, будто попали ко мне прямиком из лабораторий Франкенштейна или самого Теслы. Именно поэтому я пускал в ход элементную базу, состоящую из старых масляных трансформаторов, мощных радиоламп, мотор-генераторов повышенной частоты (умформеров), измерительных щитовых приборов в карболитовом корпусе итп. Тем не менее, оказалось, что уже трудно кого-то удивить даже довольно длинным разрядом от трансформатора Тесла. Поэтому я решил изменить направление деятельности, заняв ту нишу, в которую рискнули пробраться очень немногие люди. А именно – посвятить свое хобби лазерной технике. Моей мечтой всегда было разобраться в том, какие бывают лазеры, раскрыть секреты их устройства и работы, наконец, построить свой собственный генератор когерентного излучения. Шло время, я изучал много литературы, общался с разными людьми, накапливался постепенно опыт по изучению, настройке и ремонте лазеров в лабораториях и добытый «хабар» в виде целых лазеров и их фрагментов, которые изучались мной самым подробным образом.
Среди всего многообразия лазеров, один из них заслуживает куда большего внимания чем остальные – лазер на парах меди. Когда удалось увидеть и пощупать такой лазер в работе в одной из лабораторий, он создал у меня самые мощные впечатления. А все дело вот в чем. Это самый эффективный лазер, работающий в видимом диапазоне спектра, способный иметь мощность излучения в десятки Ватт на длинах волн 510 нм (ярко-зелёный) и 578 нм (насыщенный жёлтый). Луч, содержащий обе линии излучения, имеет неповторимый зеленовато-лимонный цвет и способен прожигать различные горючие материалы не хуже луча инфракрасного СО2-лазера. Была поставлена цель обзавестись таким лазером.
Во время работы с подобным лазером в лаборатории, я понял, что рассчитывать на приобретение готовой установки не могу, не смотря на предпринятые попытки. Слишком она крупная, тяжелая и дорогостоящая. Как и любой лазер, она состоит из двух основных частей – излучателя и источника питания. Вот как выглядит одна из самых ранних моделей такого лазера – ЛГИ-101. Излучатель почти 2 метра длиной, а источник питания имеет размер «полновесного» домашнего холодильника. А весит как 4 холодильника. Заявленная мощность лазерного излучения суммарно по обеим линиям излучения составляет 5 Ватт при потребляемой в 2.5 кВт. Внешний вид излучателя и источника питания можно видеть на фотографиях:
Излучатель в свою очередь состоит из своего набора частей: самой главной – активного элемента, потом зеркал резонатора, системы охлаждения и корпуса в котором это все собрано воедино. Источник же питания состоит из ряда функциональных блоков, о которых ниже. Посему пришлось ограничиться поисками лишь незаменимой части — активного элемента (газоразрядной лазерной трубки), а потом мобилизовать весь свой опыт и хабар на то, чтобы построить всё то, чего не хватает. Через ещё некоторое время, с неоценимой помощью от моих знакомых, мне наконец-то пришел по почте заветный деревянный ящик, с совершенно новым активным элементом типа УЛ-102 «Квант», более свежей разработкой по сравнению с ЛГИ-101. По сравнению с ЛГИ-101, УЛ-102 почти вдвое меньшего размера, выдает точно такую же мощность излучения, а потребляемая мощность в 1.5 раза меньше, т.е. он гораздо экономичнее. «Голый» активный элемент (АЭ) УЛ-102 выглядит так.
Это массивное устройство из металла, керамики и стекла. Именно внутри него происходит преобразование электрической энергии в сильноточный газовый разряд, от тепла которого испаряется металлическая медь, и в котором атомы меди переходят в возбужденное состояние. При переходе из возбужденного состояния в основное атомы излучают фотоны, которые, сталкиваясь с другими возбужденными атомами, вызовут излучение новых фотонов, итак пока свет не усилится до максимально возможной величины, которая определяется степенью возбуждения активной среды. Для того чтобы свет беспрепятственно мог проходить через лазерную трубку и усиливаться в ней, на торцах находятся массивные оптические окна, а чтобы на нагрев меди до температуры её испарения затрачивать меньшую мощность требуется хорошая теплоизоляция внутренней керамической разрядной трубки, которая заключена в наружный корпус из розовой керамики. Электрическая энергия подводится к двум металлическим электродам снаружи, а внутри трубки находится неон под пониженным, относительно атмосферного, давлением. Именно разряд в неоне служит первичным источником тепла для испарения меди, расположенной в виде небольших кусочков внутри разрядного канала, в холодной трубке паров никаких нет, и разряд зажечь было бы невозможно, будь там полный вакуум. Вместе с лазерной трубкой мне достался и набор зеркал резонатора.
Таким образом, самые важные детали уже у меня появились.
У меня уже было представление о принципе работы этого лазера и что нужно для того, чтобы из набора запчастей получить мощное когерентное излучение. Нужно было придумать оптимальную систему термостабилизации активного элемента, собрать все воедино в виде лазерного излучателя, и самое главное – построить источник питания.
Из литературы известно, что лазер на парах меди может работать только в импульсном режиме. Частота следования импульсов для трубки УЛ-102 может меняться от 6 до 16 кГц. Каждый отдельный импульс питания должен иметь крутой фронт нарастания тока через разряд. Идеально, если крутизна фронта тока через разряд будет на уровне 50 наносекунд, что соизмеримо со временем жизни возбужденного состояния атомов меди, а величина тока в импульсе составит несколько сотен ампер при длительности импульса от 300 до 1000 нс. Вообще говоря, лазерная генерация получится и при меньшей крутизне фронта, на уровне 100 нс, и даже 300 нс, но эффективность её будет гораздо хуже. Надо ещё отметить, что напряжение на электродах трубки в предпробойный момент должно быть не менее 10 кВ, а лучше больше. Средняя мощность, вкладываемая в разряд отдельными импульсами, должна быть достаточной для разогрева и поддержания оптимальной температуры паров меди, и для УЛ-102 минимальное значение этой мощности равно 1600 Вт. Были и хорошие новости: у паров меди высочайший коэффициент усиления. Это значит что требования к точности юстировки резонатора очень либеральные (не нужны специальные высокоточные приспособления для крепления и регулировки положения зеркал). Кроме того коэффициент усиления тем выше, чем выше концентрация атомов меди в разряде, т.е. если разогреть достаточно сильно, то генерация может быть получена не с двумя, а одним зеркалом, а то и вовсе без них (однопроходное усиление спонтанного излучения или «сверхлюминесценция»). Это очень облегчало задачу постройки первичного макета, т.е. задача упрощалась до постройки только лишь источника питания, а постройку излучателя можно отложить на тот момент, когда будут отработаны тонкости с питанием. Теперь о питании. Если глянуть на схему питания трубки, то на первый взгляд все предельно просто. Буквально несколько деталей, при использовании простейшей топологии, которая в литературе называется «схема прямого возбуждения».
Все просто – 2 индуктивности, 2 конденсатора, коммутирующий тиратрон, трансформатор управления тиратроном. Все просто пока не присмотреться к номиналам деталей и предъявляемым к ним требованиям. Поскольку стоит задача получить хорошую крутизну фронта импульса тока через активный элемент, то тиратрон нужен быстродействующий, с водородным наполнением, высоким обратным напряжением и высоким коммутируемым током. Желательный минимум импульсного тока для тиратрона — 500 ампер. Лучше – 1000 или более. Обратное напряжение нужно хотя бы 20, лучше 25 кВ. Такие тиратроны обычно применялись в радарах и достать их не просто. Но мне повезло. Парочка завалялась в завалах хабара. Взгляд пал на красивый стеклянный ТГИ-700\25, размером с двухлитровую бутылку газировки. По номинальным параметрам подходит, смутило только сравнительно низкое (700 Гц) заявленное быстродействие, но решено пока попробовать воспользоваться им. Конденсаторы. От 1000 до 3300 пФ основной накопительный и 235-470 пФ дополнительный между электродов трубки. Тьфу, всего-то. Но! Рабочее напряжение нужно от 15 кВ. И крайне желательны малые потери на высокой частоте, паразитная индуктивность должна быть сведена к минимуму. Мне ведь нужно получить короткий фронт тока через трубку, иначе не видать когерентных фотонов как собственных ушей. Значит, годятся только керамические конденсаторы с высокой допустимой реактивной мощностью, которые применяются в ламповых радиопередатчиках и тех же радарах. Фффух, можно выдохнуть, такие у меня тоже есть, ведь накопились со времен, когда я занимался «теслами». Индуктивности. А вот с ними уже сложнее… До текущего момента мне не были нужны дроссели в моих поделках, по крайней мере такой величины, в 0.5 Гн, да ещё и без сердечника, с высокой электропрочностью. Такой дроссель нужен для т.н. «резонансного заряда» накопительных конденсаторов. В таком режиме процесс заряда происходит с максимальной эффективностью, а напряжение на конденсаторе можно удвоить относительно питающего. Пришлось наматывать такой дроссель из нескольких секций, благо опыт имеется. Соединяя нужное число секций можно было индуктивность регулировать ступенями, а изменяя расстояние между ними, индуктивность можно подстраивать плавно в некоторых пределах. Со вторым, блокирующим дросселем, который нужен для предотвращения протекания постоянного тока через активный элемент намного проще – там необходимая индуктивность составляет 100-300 мкГн, но электропрочность нужна тоже высокая. Поэтому я тоже намотал на каркасе, разделенном на секции. Вот так выглядел первый «суповой набор» для самой главной, как я её назвал, силовой части источника питания.
Но, этого всего мало. Для того чтобы тиратрон нормально работал – нужен источник напряжения для накала катода – появляется первый увесистый трансформатор. Для того чтобы поджигать разряд в лазерной трубке и коммутировать его – нужен источник высокого постоянного напряжения, при этом очень желательно иметь возможность регулировать его от 0 до 7-8 кВ. Наконец нужен генератор достаточно мощного управляющего сигнала для отпирания тиратрона. Появляется ещё один непростой блок для его генерации. С последним тоже было проще, так как остались блоки от неудачного проекта ламповой катушки Тесла с импульсным режимом работы, достаточно было перенастроить их для работы на нужной частоте.
Был собран вот такой макет подсистемы анодного напряжения силовой части, названный «ИВН» — источник высокого напряжения. Он состоял из двух силовых трансформаторов, дававших в последовательном включении до 8 кВ переменного напряжения, выпрямителя в виде диодного моста на столбах КЦ201Д, фильтрующего конденсатора к41-1а на 2 мкФ 10 кВ, ЛАТРа на 9А в первичной цепи силовых трансформаторов, кнопок включения и отключения по отдельности управляющего генератора и ИВН, приборов для контроля напряжения и тока.
Управляющий генератор (подмодулятор) состоит из двух основных блоков – задающего генератора и усилителя мощности. Оба блока выполнены на лампах – в задающем используется блокинг-генератор на лампе 6н6п с предварительным усилителем на тиратроне ТГИ1-10\1. Питание анодных цепей выпрямляется кенотроном.
Второй блок – усилитель мощности, на данном этапе был собран на лампе ГМИ-5, состоит из собственно усилителя и обвеса в виде источников смещения для первой и второй сетки, также на кенотронных выпрямителях. Анодное напряжение в 2 кВ получается с помощью удвоителя напряжения, также на кенотронах 6д22с. Оттого и так много в этом блоке ламп.
Наступил момент, когда нужно соединять все элементы в единую схему. Это выглядело вот так.
Схема же силовой части расположилась на столе рядом, и была собрана «на соплях», так как возможно придется что-то переделывать, подстраивать номиналы деталей.
Запуск последовал незамедлительно.
На первый взгляд все компоненты взаимодействуют правильно. Трансформаторы гудят, в лазерной трубке зажегся разряд, слышен характерный писк с частотой 10 кГц, коммутирующий тиратрон светится, но ещё предстоит увеличить напряжение питания до «проектных» 6 кВ. Строго говоря, напряжение не играет определяющую роль, важно достичь определенной средней мощности вкладываемой в разряд лазера, которая для данной трубки должна быть не менее 1600 Вт. Тут-то дело и застопорилось. На рубеже в 500 Вт тиратрон терял управляемость, попросту зависая в открытом положении приводя к КЗ у ИВН. Поигравшись с частотой следования импульсов (далее – ЧСИ), емкостью основного и дополнительного конденсатора, индуктивностью зарядного дросселя (из больших секций) удалось этот рубеж преодолеть и выйти на рубеж сначала в 1000, а потом и 1500 Вт. Оставалось только ждать постепенного нагрева и выхода трубки на рабочий температурный режим.
Однако, через небольшое время, порядка 10 минут снова тиратрон потерял управляемость, замкнув ИВН. Да и стало заметно, что с тиратроном что-то не так! Его анод раскалился докрасна!
За время, пока устройство работало стабильно, разрядный канал в лазерной трубке тоже успел нагреться докрасна, для него это в отличии от тиратрона более чем штатная работа. Но этой температуры для разрядного канала ещё совершенно недостаточно.
После нескольких попыток перезапуска стало ясно, что в тиратроне данного типа потери мощности слишком велики, нужен другой тиратрон, более подходящий. Пришлось извлекать из другого импульсного лазера тиратрон ТГИ1-1000\25, заодно я поменял топологию силовой части на более «продвинутую» схему, т.н. «генератор Блюмляйна».
Да и макет полностью преобразился – исчез длинный соединительный кабель между лазерной трубкой и силовой частью.
В такой топологии дела сразу пошли лучше. Схема работала вполне устойчиво и удалось достичь энерговклада в разряд на уровне 2000 Вт. Начался устойчивый разогрев разрядного канала.
Примерно через полчаса работы, стало заметно изменение цвета разряда. С оранжевого неонового он становился сначала розовым, потом светлел, пока не становился практически белым, после этого он приобретал грязный зеленовато-желтый оттенок. Появлялось спонтанное излучение меди, которая начинала испаряться. Наконец на фоне света от разряда стало проявляться сравнительно яркое зеленое пятно переливающееся «спеклами». Началась лазерная генерация в форме сверхлюминесценции, т.е. без зеркал резонатора. Яркость пятна лазерного света быстро увеличивалась, за несколько минут оно стало ослепительно-ярким.
Если с одной стороны трубки установить глухое зеркало резонатора и поймать правильное его положение то яркость увеличивается ещё примерно в 5 раз, а расходимость пучка сильно уменьшается
Хорошо виден лазерный луч!
А если на пути луча поставить линзу – то он уже способен выжигать на фанере. Что говорит о том, что световая мощность как минимум 0.5-1 Вт. И это только с одним зеркалом резонатора. Так что имеется ещё большой резерв выходную мощность увеличить путем установки второго зеркала. Для самодельной лазерной установки это уже большой успех! Особенно когда такие схемы питания осваиваются впервые.
Если отразить луч осколком CD-диска в стену, то видно что в луче есть 2 компонента – зелёный и желтый, желтая составляющая пока ещё выражена слабее зелёной.
Тем не менее, не смотря на полученные результаты, оставалась одна проблема, которая никак не позволяла перейти к окончательной сборке. А именно – неустойчивость работы тиратрона в режиме, когда лазер уже разогрет до рабочей температуры. Новой тщательной подгонкой режима работы удалось немного улучшить стабильность, а добавленная быстродействующая защита от КЗ позволяла просто перезапускать ИВН раз за разом. Но ЛАТР уже находился в аварийном состоянии, изоляция его обмотки была серьезно повреждена. Эксперименты пришлось на время прекратить. Решено было сосредоточить усилия на постройке излучателя. В первую очередь был изготовлен кожух с водяной рубашкой, внутрь которого помещалась лазерная трубка. Он нужен для того, чтобы термостабилизировать весь излучатель, чтобы от очень горячей боковой поверхности АЭ не нагревался корпус лазера. Также он выполняет функцию обратного проводника тока, расположенного коаксиально с АЭ. Это позволяет несколько уменьшить паразитную индуктивность АЭ. На его изготовление пригодился кусок трубы от фонарного столба, купленный в приемке металлолома и фрагменты обшивки старого холодильника. Труба была обточена до нужного размера, а из обшивки были вырезаны кольца и наружная часть. Кольца наделись на трубу, поверх обернут один слой листовой обшивки, и все это было пропаяно твердым припоем. Получилась металлическая труба с двойными стенками. Снизу был приварен крепежный фланец, которым эта часть стыкуется с алюминиевым диском. Помимо этого было сделано ещё 2 алюминиевых диска, на которых крепятся зеркала резонатора, и один текстолитовый, на котором размещено секторное крепление АЭ. Все эти диски стянуты между собой резьбовыми шпильками для получения цельной и жесткой конструкции. «Горячий» электрод АЭ во избежание пробоя отделен от кожуха самодельным текстолитовым изолятором. Текстолит был тоже самодельный – из стеклотканевой ленты моталась втулка, каждый слой промазывался эпоксидкой. Потом втулка сохла. После полного засыхания эпоксидки втулка была обточена на токарном станке до получения нужных размеров.
Каркас излучателя с водяной рубашкой.
С установленным активным элементом.
Так выглядит изолятор активного элемента.
Был изговтолен соединительный кабель с большим коаксиальным разъемом, рассчитанным на напряжение 50 кВ. Корпус разъема позаимствован от серийного лазера ЛГИ-21, сердцевина разъема самодельная. Кабель – антенный РК-50 из радара, с монолитной изоляцией центральной жилы. Роль дополнительного конденсатора 470 пФ теперь играет распределенная емкость этого соединительного кабеля совместно с паразитной емкостью монтажа.
В итоге была получена вот такая конструкция собранного излучателя. Оставалось сделать только наружный декоративный кожух, для которого уже была припасена канализационная труба диаметром 250мм. Но эту часть работы я пока откладывал. Нужно было убедиться, что излучатель работает нормально.
Продолжать работу с практически сгоревшим ЛАТРом было нельзя, поэтому решено было ЛАТР перемотать, превратив его в автотрансформатор с фиксированными отводами. Состояние обмотки «до»:
И «после»
Под эту обмотку и каркас бывшего ЛАТРа пришлось изготовить специальный многопозиционный переключатель. В ход пошли компоненты подвижной части ЛАТРа.
В сборе с обмоткой получилось вот так.
Переделанный автотрансформатор установлен на свое место.
Также была добавлена к быстрой защите от КЗ «медленная» в виде автомата в белом корпусе. Можно начинать новую серию экспериментов. Попытка запуска не задалась – по непонятным причинам обнаружена испортившейся лампа ГМИ-5 в усилителе мощности управляющего сигнала. Она натекла воздухом по спаям ножек со стеклом. Возможно от недостаточного охлаждения. В немедленном порядке лампа заменяется керамическим тиратроном ТГИ-270\12. Это потребовало некоторых переделок в схеме усилителя, в частности теперь цепи питания сеток стали не нужны.
Должен отметить, что на все потребовавшиеся переделки понадобилось примерно 2 месяца времени – на изготовление каркаса излучателя, переделку автотрансформатора и усилителя мощности. Все это время активный элемент лежал в коробке. После окончания всех переделок, он был оттуда извлечен, излучатель полностью собран и была предпринята попытка запуска. Снова неуспешная. Активный элемент обнаружен натекшим воздухом. Так выглядит разряд в нем, для фотографии АЭ был изъят из излучателя.
В тот момент проект пришлось останавливать на неопределенное время. Продолжение смотрите в следующей части
Комментарии (88)
AntonSor
09.11.2018 22:11Спасибо! Феерично. Наблюдал работу такого лазера на парах меди в технологической установке. Рядом со шкафом держали целых два запасных тиратрона, каждый с пятилитровую банку размером, и с водяной рубашкой, для быстрой замены.
NetBUG
10.11.2018 03:21Мне кажется, что в итоге утверждение об исключительной эффективности лазера на парах меди некорректно. По крайней мере, для подобных мощностей.
Если для получения 0.5-1 Вт световой мощности нужно 2 КВт энергии, не лучше ли использовать CO2-лазер?AntonSor
10.11.2018 06:26+1Тут дело не в эффективности. Действительно, у СО2 и у твердотельного с диодной накачной КПД больше. У медного лазера короткий импульс, высокая импульсная мощность, зеленая длина волны и небольшая расходимость. Хотя, у азотного лазера импульс ещё короче и длина волны ещё меньше, но мощность поменьше. Малая длительность дает возможность хорошо резать тонкие пленки, фольгу, керамику, кристаллы, проделывать всякие дорожки и отверстия в покрытиях с высоким качеством поверхности. Зеленая длина волны и расходимость дают возможность сфокусировать его в маленькую точку размером пара микрон. Сейчас нишу медных лазеров занимают импульсные твердотельные лазеры с удвоителями и утроителями (1064 нм в 532 нм или утроитель до 354 нм). На выходе почти то же самое, и мощнее, и не нужны тиратроны. Но сам лазер сложнее, конечно.
wdraco
09.11.2018 22:11Молодец!
Я в детстве про лазер на основе кристалла рубидия в учебнике по физике, кажись, только читал, а тут готовый рабочий девайс!
Laserbuilder Автор
09.11.2018 22:46Кристалл скорее всего был кристаллом рубина, тоже помню картинки его из детских книжек, там ещё лампа накачки спиральная была.
wdraco
09.11.2018 23:11Ага, точно.
И напыление на торцах — одно полупрозрачное зеркало, и одно нормальное…
Странно что мощности столь мизерный, кстати.
Популярные щас лазерные указки при питании от весьма маломощных источников, в спички зажигают и воздушные шарики простреливают...?
Я думал, девайс таких размеров и закачиваемой мощности то хоть миллиметровый металл резать должен, и десятки ватт выходной мощности иметъ...?Neuromantix
09.11.2018 23:19+1Рубин не работает в непрерыве (точнее, работает в криогенных условиях и с хитрой накачкой), при этом импульсная мощность рубинового лазера может быть десятки киловатт и металл он пробьет.
BalinTomsk
10.11.2018 00:44+2Это я когда в районом Доме Пионеров был, там в книжке прочитал — купите рубиновый стержень и две лампы ИФК2000. Очень был дельный совет :)
Laserbuilder Автор
10.11.2018 01:02+1А про конденсаторы и источник питания для их зарядки тактично умолчали.
da-nie
10.11.2018 14:54В ЮТ писалось про самодельный лазер на красителях (на родамине). Мощность у него относительно высокая.
Neuromantix
10.11.2018 15:29Только вот конструкция из ЮТ неработоспособна. Чего стоит только ТВС, включенный в сеть 50гц, плюс та суррогатная лампа не даст длительность вспышки достаточную, чтоб прокачать такую толстую трубку с красителем.
da-nie
10.11.2018 16:55А это точно? Потому как, помнится, там были и отзывы от построивших в кружке.
Neuromantix
10.11.2018 17:25Я не помню отзывов. возможно просто. что в кружке работали более подкованные люди, и все критические недостатки конструкции были исправлены.
Хотя зачем было предлагать красительник — непонятно, лазер довольно сложный как конструктивно, так и в требованиях к конструкции и компонентам. Азотник или СО2 были бы попроще.
vk2
10.11.2018 17:47По-моему, у меня тоже была эта книжка…
Daddy_Cool
10.11.2018 23:37А что это за книга? С удовольствием почитаю.
eugenk
11.11.2018 00:22Войцеховский «Электронные игрушки». Если Вы полный нуб, может быть и стоит. Но чисто как художественную вещь, не отвлекаясь на схемы. Ибо конкретные схемы там зачастую совершенно безграмотные. Но чтобы пробудить интерес к электронике и схемотехнике — вполне годно.
Daddy_Cool
11.11.2018 00:40Ага, спасибо. Уточню —
Войцеховский Я. Радиоэлектронные игрушки (электроника дома, на работе, в школе), 1974.
Нашел.eugenk
11.11.2018 01:08Ага, оно самое. Извините, название немного забыл. Только пожалуйста, прошу, без фанатизма. Если Вас заинтересует какая-то тема, лучше ищите в тырнетах. И вообще, отнеситесь лучше к этой книжке как к художественной. Ибо во-первых там полно неработающих схем. Во-вторых это 70-е, и с тех пор изменилась сама парадигма схемотехники. Один лишь пример — супергетеродинные приёмники с промежуточной частотой 495 килогерц. На такой частоте (на самом деле надо рас в 10 выше) сейчас запросто работают FPGA. Со всеми отсюда вытекающими… Поэтому книжку лучше используйте как источник идей, а не как руководство к действию.
eugenk
11.11.2018 02:44У кошки четыре ноги
Вход, выход, земля и питание
Но трогать её не моги,
Получишь замыкание
:))))
eugenk
09.11.2018 22:37+2Давным-давно где-то (по-моему в Scientific America) читал про полностью самодельный лазер (включая излучающий элемент !) на парах хлорида меди. У таких есть серьёзный недостаток, в связи с нестойкостью хлорида и осаждении металлической меди на окнах. И соответственно уменьшении прозрачности. Зато работает при 400 градусах. И при существенно меньшей мощности накачки. Греется там печкой. Может попробуете с этим поиграться? Всё равно как я понял, активный элемент у Вас ёк.
Laserbuilder Автор
09.11.2018 22:46+2Конечно я планирую попробовать сделать свой АЭ на бромиде, даже баллон неона ОСЧ купил и кварцевые трубки из лаборатории схабарил, которые выбросить хотели. Но надо ещё прокачивать свои скиллы в стеклодувных (точнее кварцедувных) работах.
eugenk
09.11.2018 23:23Нда… Честно говоря этим я заниматься даже не пробовал… Дул в своё время достаточно неплохо молибденовое стекло. Но кварц… Блин, дико интересно что у Вас получится! Жду просто с нетерпением! :))
jar_ohty
10.11.2018 11:15+1Кварц проще. Он требует кислородной горелки на всех этапах и очень "короткий", зато он почти не боится термоударов и это серьезно облегчает работу с ним.
eugenk
10.11.2018 18:05Вот тут не уверен. Отжигать в муфеле да, не надо. Однако знал одного стеклодува (одноклассник этим занимался), он рассказывал что у них в мастерской к кварцу были допущены только самые самые. Причем в основном не из-за высокой температуры, а именно из-за его короткости. Сам я тут не знаю, ибо работал только с довольно длинным молибденовым стеклом. Однако по ощущениям вполне могу себе представить сколько нервов портят короткие стекла.
Laserbuilder Автор
10.11.2018 22:24Я пробовал пайку кварцевых трубок, если срезы трубок хорошо подогнаны, то сварка кварца напоминает сварку металла газом — можно просто локально проваривать шов, до нужного его качества. Сгибать же и выдувать кварцевые трубки действительно сложно, нужны очень мощные горелки и работать уже довольно тяжело из-за ослепительного свечения раскаленной массы кварца и сильнейшего ИК-излучения которое жарит руки и морду лица.
eugenk
11.11.2018 00:11Меня тут интересовала скорее классическая стеклодувка. Например сделать тот же холодильник из кварца. А сварка — да, согласен. Это несколько проще. Кстати Вам для излучающего элемента особых сложностей и не понадобится. Взять трубку. Приварить к ней плоские выходные окна. И приварить патрубки для прокачки газа обычным шаровым спаем. Пожалуй взялся бы даже такой неумеха как я. Единственно хрен его знает, как всё это будет работать и чем это лучше заправлять. Честно признаюсь, ту статью в Scientific American я прочитал с большим интересом, но сам не пробовал. Так сходу приходит следующая мысль. Холодные концы (на которых патрубки и окна) поместить в высокочастотное поле. На осаждающейся меди при этом упадёт приличная мощность(в смысле на единицу массы) и есть надежда что она будет испаряться. Хотя наверно в газ придётся добавлять хлор.
Gryphon88
10.11.2018 23:41eugenk, Laserbuilder, где ж Вы были, когда я лет 5 тому бегал по Мск и области как курица с отрубленной головой в поисках стеклодува…
eugenk
10.11.2018 23:54где ж Вы были, когда я лет 5 тому бегал по Мск и области как курица с отрубленной головой в поисках стеклодува…
Блин, где-где! Всё там же, в Москве, где и сейчас :)))
Хотя какие у меня были остатки навыков 5 лет назад — не знаю. Я этим делом занимался в конце 80-х. Я тогда много чего интересного изобретал. Например самодельные люстровые краски пробовал. Или тоже самодельные цветные борно-свинцово-цинковые стекла, сплавляемые с молибденовым стеклом… Сейчас я в основном программист, прикладной математик плюс электронщик. Но и руками тоже умею много чего. Что кстати в сумме дает довольно интересные скилы.
BubaVV
10.11.2018 17:30А еще есть ацетилацетонат меди…
eugenk
10.11.2018 18:00А еще есть ацетилацетонат меди…
Ну это точно не взлетит. Органика не дружит с мощным электрическим разрядом от слова совсем. Кроме галогенидов тут как-то ничего не просматривается. Да и то в реальных трубках они заметно разлагаются и пачкают медью выходные окна.
Sdima1357
09.11.2018 23:42+1Лампа генератора может заметно фонить в мягком рентгеновском диапазоне (те же 10 квольт), мощность то приличная.
Во всяком случае на радарах они прикрыты металлической защитой, насколько я помню…Laserbuilder Автор
09.11.2018 23:53Металлическая защита в первую очередь чтобы в высокое напряжение не полезли (дверцы шкафа с блокировкой итп). Львиная же доля лучей, если они образуются задерживаются керамическим корпусом лампы. Если оно вообще образуется, так как там сравнительно мало свободных электронов, все электроны тратятся на создание дуги в водороде.
Sdima1357
10.11.2018 01:31Тиратроны в списке ламп требующих контроля излучения. Впрочем 10 kV — это нижняя граница. Но я бы все равно поставил хотя бы жестянку в пол миллиметра от прямого излучения. Во время экспериментов Вы можете находиться очень близко к лампе и набрать дозу. Оно Вам надо?
Погуглите
САНИТАРНЫЕ ПРАВИЛА
РАБОТЫ С ИСТОЧНИКАМИ МЯГКИХ РЕНТГЕНОВЫХ ЛУЧЕЙ
tormozedison
10.11.2018 08:13Это не вакуумная, а газонаполненная лампа.
Laserbuilder Автор
10.11.2018 10:46+2Для тиратронов ТГИ700\25 и ТГИ2500\35 в паспортном листке действительно есть предупреждение о рентгене при работе на напржениях выше 20 кВ, так как они из стекла и оно действительно может что-то пропускать на таком напряжении. Но это не касается применяющегося в устанвоке ТГИ1000\25, который из керамики.
McHummer1
09.11.2018 23:54+1Круто. Но лазер — это тупиковая ветвь в развитии световых мечей. Лучше попытаться использовать плазму.
arthi7471
10.11.2018 09:15Сверхнасыщеную голограмму еще можно попробовать.
McHummer1
10.11.2018 17:49Как смешно… Я предлагаю использовать принцип как в плазморезе (например prom.ua/p552035682-plazmorez-edon-expertcut.html), но увеличить длину луча с 3 см до нужной
GeMir
10.11.2018 00:29-3Исходя из открытой публикации отчёта, вам не только удалось построить далеко не лазерную указку, но за вами при этом ещё и не «выехали»? Любопытно было бы узнать: лазеростроение как-нибудь регулируется законодательством?
Laserbuilder Автор
10.11.2018 00:44+1Если ты не пытаешься этот самодельный лазер продать в те области где нужна сертификация оборудования — то никак не регулируется. Если не пытаешься светить им на самолеты или кому-то в глаз — то никто не приедет.
NetBUG
10.11.2018 03:23Да откуда эти любители государственного регулирования лезут-то?
GeMir
10.11.2018 11:47-8Ничего не имею против интересных увлечений и публикации успехов в оных.
А вас целиком и полностью устраивает ситуация с соседом снизу, который, собирает на кухне потенциально небезопасное устройство? А если сосед окажется не таким компетентным и ответственным «инженером от бога» как автор статьи?Neuromantix
10.11.2018 12:07+6И что будет? А вас устраивает ситуация, если сосед снизу — алкоголик (уснул с сигаретой), сумасшедший (открыл газ, чтобы избавиться от чертей), бандит или еще кто-то?
В чем потенциальная небезопасность устройства для кого-то кроме юзера?
Почитать некоторых — так они, наверное, в туалет только строем и с отметкой в журнале посещений и получением допуска в 8 инстанциях ходят.
tormozedison
10.11.2018 19:01«А вас целиком и полностью устраивает ситуация с соседом снизу, который, собирает на кухне потенциально небезопасное устройство?»
Если не буду знать, какое именно — насторожусь: не второй Сифун ли там завёлся? Но как только он публично расскажет, что это у него, оказывается, такой лазер, как в этой статье — тут же совершенно успокоюсь, ведь его потолок и мой пол жёлтый и зелёный свет не пропускают.
И повторюсь: это не лазер очень большой мощности, а лазер очень больших размеров. Для злоумышленников он абсолютно непривлекателен, ибо непрактичен. Его трудно прицеливать из-за веса, его невозможно взять с собой на улицу, он долго выходит на режим, наконец, в нём постоянно ломается то одно, то другое.
Посмотрит на него злоумышленник, посмеётся, и выберет практичный лазер — современный, маленький, надёжный, готовый к работе мгновенно, и большей мощности. Не бойтесь больших лазеров, бойтесь маленьких. Это как сравнивать релейный компьютер с нетбуком. Первый огромный, щёлкает, искрит, и вообще устрашающе выглядит, но взломать им вайфай невозможно. В общем, самые безопасные для окружающих хобби — это непрактичные хобби. Такое вот направление своего пыла в /dev/null.GeMir
10.11.2018 19:25И повторюсь: это не лазер очень большой мощности, а лазер олень больших размеров.
Ну так и я повторюсь: мне было исключительно любопытно, что говорит о лазерах любых мощностей и размеров на дому законодатель. Что можно, кому, какого размера, какой мощности. Гнев разъярённой толпы оскорблённых «левшей», однако, заглушил невинный вопрос. Поделом.Laserbuilder Автор
10.11.2018 22:34Я уже написал, что все эти вопросы «кому что можно и с колько, кому нельзя» становятся актуальными только тогда, когда предполагается что с лазером будет работать неподготовленные люди. Например изготовление лазеров для лазерных шоу — очень даже регулируется стандартами. Есть всякие там «санитарные нормы», нормы «CDRH», стандарты такие-то и сякие-то. Если пытаешься просунуть свой лазер в медицину — там ещё жоще проверяют лазер на соответствие стандартам, в первую очередь безопасности. Технологические установки имеют свои стандарты. Ну и к примеру к лазерам которые работают в каких-либо организациях не допускают необученный персонал, предъявляют требования к помещениям в которых располагается лазерная установка. Но это лишь в том случае, если этот лазер работает и на нем зарабатывают деньги, или лечат им больных. И если произойдет ЧП с пострадавшим здоровьем или имуществом из-за лазера и докажут что лазер при этом не соответствовал каким-то стандартам то производителя можно натянуть на глобус.
Но если этот лазер никем не используется кроме своего создателя и вообще не покидает помещения в котором был изготовлен — то всем плевать. Пока глаза кому-то не спалишь. Вроде доходчиво объяснил. Никому не мешаешь — ты никому не нужен. Можешь хоть атомную бомбу у себя в подвале взрывать, если распространение факторов твоего атомного взрыва не выйдут за пределы твоего подвала.da-nie
11.11.2018 08:55Можешь хоть атомную бомбу у себя в подвале взрывать, если распространение факторов твоего атомного взрыва не выйдут за пределы твоего подвала.
А что-то на caves писалось, что запрещено владеть не только радиоактивными материалами, но и даже тем же обеднённым ураном (из которого делают контейнеры для радиоактивным материалов). Если это так, то «Никому не мешаешь — ты никому не нужен.» работает далеко не всегда.tormozedison
11.11.2018 09:27+1Да, регулирование ядерных материалов и рентгеновских трубок совсем не такое, как лазеров. Их лучше не иметь совсем.
Laserbuilder Автор
11.11.2018 11:12Рентгеновские трубки не являются радиоактивными материалами, поэтому никем не регулируется владение ими. Регулируется только эксплуатация готовых аппаратов в организациях. Продажа рентгеновских трубок свободна — зайдите на любой сайт запчастей для медтехники.
tormozedison
11.11.2018 13:03Использование любых генерирующих источников (т.е. самих трубок) регулируется с 2011 года.
vetx-ray.com/licensing/razyasnenie-o-poryadke-polucheniya-litsenzii-na-ekspluatatsiyu-perenosnykh-rentgenovskikh-apparatov-.htmlNeuromantix
11.11.2018 13:33Там ни слова о трубках, только об аппаратах. Аппарат представляет собой совокупность «трубка+питальник+арматура+управление». Сама по себе трубка ничего генерировать не может, ибо это просто кусок металла и стекла, и держать ее на полке вполне можно.
tormozedison
10.11.2018 08:12Читайте выше — этот лазер только выглядит монументально, а выходная мощность у него так себе. В палатке, где лазером на брелоках надписи делают, он маленький, а мощнее.
Наоборот, большой лазер безопаснее, чтобы его куда-то направить, нужно вдвоём разворачивать, а о том, чтобы с собой на улицу взять, не может быть и речи.
gban
10.11.2018 01:44Круто.
И сразу на темную сторону перешел?SovietTwins
10.11.2018 03:39Отличная работа! Поздравляю! Сколько джоулей на импульс выдавливается? Об установке акустического затвора не думали? Кстати воздух в АЭ попал не из-за испытаний без охлаждения?
Sabubu
10.11.2018 03:47На фото конечно следов соблюдения техники безопасности не заметно. Все открытое, всюду контакты с высоким напряжением, рядом валяется всякий хлам, одно неосторожное движение — и конец эксперимента.
GeMir
10.11.2018 13:20-1На фото конечно следов соблюдения техники безопасности не заметно.
Как же так? Вы тоже ходите в туалет «только строем и с отметкой в журнале»?
MikeVC
10.11.2018 06:32+2Кто не рискует…
Круто конечно, но оочень много всего.
Напоминает ламповое теслостроение. Тоже куча трансов, здоровые лампы которые после непродолжительной работы раскаляются до красна.
Зато искры в полметра, которые можно трогать руками!
saag
10.11.2018 09:46+2Послушайте, Гарин, а почему вы не замахнулись на газодинамический инфракрасный лазер? На СО2?
Laserbuilder Автор
10.11.2018 10:20+1О газодинамическом как-то думал, но там своих граблей очень много.
saag
10.11.2018 10:47+3"… тень руки легла на пульт управления, палец поднял защитный колпачок, и помедлив перевел тумблер в положение «Вкл.», лязгнули каскады реле, завыло магнето, засветились грушевидные лампы, с пушечным грохотом сработал высоковольтный пускатель, зашипело прокачиваемое рабочее тело, от мишени брызнули капли раскаленного металла, естествоиспытатель схватился за поворотные маховики платформы и стал наводить на другие участки мишени, от нее шел адский жар, метал тек струями, кирпичная стена за мишенью дымилась, становилось трудно дышать, в дверь уже давно стучали и ломились, старая карга из 6-й квартиры периодически сообщавшая в полицию об «убийствах» в подъезде теперь несла за дверью своим визгливым голосом полную околесицу об инопланетянах, опыт удался...:-)"
rememberharumamburu
10.11.2018 10:19+1С удовольствием читал и многое отдал бы за участие в таком проекте, мы в детстве так часто угарали (не в масштабах лазера на парах меди конечно же =). Вообще все круто, ждём запуска!
P.S. Первичка на ЛАТРе получает знак качества.
ipswitch
10.11.2018 11:31Каков примерно ресурс активного элемента в плане «запасов» испаряемой меди?
Laserbuilder Автор
10.11.2018 11:41+2Для УЛ-102 этот ресурс примерно 1000 часов непрерывной работы. Для более современных АЭ он выше. А на западе отпаянные АЭ не прижились, в основном пользуются разборными, у которых срок службы почти неограничен. Там в составе установки постоянно подключен вакуумный насос и баллон с буферным газом. В какой-то момент можно старую «прогоревшую» медь выбросить, заложить новую, помыть оптические окна итп. Или вообще заменить медь другим металлом и получить генерацию на другой длине волны.
Tyusha
10.11.2018 12:27+6Такие DIY-статьи всегда выглядят неполными без комментариев жены.
NordicEnergy
10.11.2018 14:35Как показывает практика, такие diy-щики имеют максимум кота, если он еще не помер. Чаще это студенты/аспиранты, которым на кафедре скучно и они развлекаются как могут))
Process0169
10.11.2018 22:08Переживания жены одного самодельщика отлично показаны в фильме «Раздражительность» (2018) :)
Process0169
10.11.2018 21:51Нет слов. Уверен, Никола пожал бы вам руку если бы был жив.
А какова конечная цель проекта?
Предлагаю на его базе построить самый брутальный пишущий CD-привод.
Хотя «компакт» тут не уместно… NCD-привод.
Not Compact Disk диаметром метра 2, трехфазный 380в привод, частотник, пневпоприводы.
А там и до NCD-чейнджера не далеко :)
Gryphon88
10.11.2018 23:45Если не секрет, где разжились запчастями от лазеров?
Laserbuilder Автор
11.11.2018 00:11В лабораториях разных ВУЗов и НИИ, в первую очередь в своем родном ВУЗе. Там всегда найдется что-то, что собирает пыль и вот-вот выбросят. Но нужен скилл общения и поиска нужных людей.
Affdey
11.11.2018 10:42+1Автору респект за задумку и воплощение!!! Я делал установку с лампами (ГУ-65), такими вот конденсаторами, водяным охлаждением и прочими 14 киловольтами — достать тяжело, особенно больших количествах, а отлаживать вообще почти наугад приходится. Так что круто, что смогли собрать такое дома!
Если вы используете обычные мягкие провода для высоких напряжений — это опасно. Судя по фоткам, монтаж плотный, пробоев не было ещё?
progchip666
Сильно!
Судя по фото у меня возникает мысль, что вы это всё в домашних условиях делали чуть ли не на кухне. Неужели это так?
Laserbuilder Автор
Совершенно верно.
progchip666
Невероятно. Я сам работаю обычно дома и не смотря на то что имею отдельный кабинет, стараюсь прибегать к фену и паяльной станции в крайних случаях. Монтаж готовых плат давно аутсортерам отдаю. А тут высокое напряжение и частота!
Представляю что бы сказала моя жена.
Эксперименты с высоким напряжением я закончил лет 20 назад, когда на меня упал ламповый телевизор с открытым модулем строчной развёртки во время ремонта.