Ar+Kr-Tube im Eigenbau

Beitrag von **bobo_negri** » Mi 06 Nov, 2002 8:15 pm

Hätte da gedacht, daß ich ein vorhandenes Keramikrohr nehme, welches ich mit Graphitscheiben versehe. Graphit haben wir zur
Elektrodenherstellung bei uns auf der Arbeit. Wegen defekten Röhren habe ich an die Kathode gedacht. Als Anode würde Elektroden-Kupfer dienen. Das Gas würde ich von einem nahen Lieferanten bekommen und der mechanische Aufbau sollte in unserer Instandhaltungs-Werkstatt kein
Problem darstellen. Vakuum-Pumpe zum Entleeren der Röhre nach der
Herstellung und min. 10l-Argongas zum Spülen. Nur welchen Druck muß im Rohr herschen? In der Fachliteratur finde ich zwar Druckangaben, leider ohne Angabe ob ausgehend vom Atmosphärischen Druck oder von absolut 0 bar (Vakuum). Dann welchen Scheibenabstand sollten die Graphitscheiben zueinander haben, und welche Stärke? Wie ist die grobe Richtlinien bei Argon oder Mischgasröhren mit Volt und Amper - gibt es
da eine Faustformel für bezogen vielleicht auf die Röhrenlänge?
Ihr seht, ich habe mir schon gedanken gemacht, und mir ist durchaus bewußt, daß defekte Argon-Röhren BeO enthalten, welches, wenn es
in die menschliche Blutbahn gerät, Krebsfördernd ist. Aber statt BeO kann man aber auch Graphit nehmen, daß ist dann auch nicht so
Gesundheitschädlich. Und irgendwie müssen ja die Röhren hergestellt werden, bzw. wurden die ersten Röhren im Labor gebaut.

Vielleicht gibt es ja doch noch einen Weg.

Würde mich auf eine rege Diskussion freuen.

mfg

BOBO

Beitrag von **arctos** » Mi 06 Nov, 2002 9:36 pm

Wenn Du innerhalb 1 Jahres das schaffen würdest , dann wärst Du der King. Mit einem nahen Lieferanten von Gas und Durchspülen ist es nicht getan. Logik: Warum gibt es nur wenige Hersteller
von Ionenlasern auf dem Weltmarkt wenn doch so
ein gutes Geschäft damit zu machen wäre?
Na dann: Auf eine Wolframkathode die noch nie
O2 gesehen hat !

Beitrag von **bobo_negri** » Mi 06 Nov, 2002 11:04 pm

OK - Wolfram kein Problem.

Aber wie bekommt man das ohne Sauerstoffkontakt? Wolframelektroden sind kein Problem. Bleibt nur noch die Frage, wie machen die das in der Fabrik?

Hat sich jemand schon mal überlegt, vielleicht eine Betriebsführung bei einem der Hersteller zu buchen?

Beitrag von **lysergking** » Do 07 Nov, 2002 10:35 am

Noch nie Sauerstoff gesehen?
Hm, das würde ja heißen, wenn eine Tube 'OnAir' ist, dann kann ich sie nie wieder neu befüllen lassen. Denn die Katode hat dann ja mal Sauerstoff gesehen!
Ist das wirklich so?

@bobo_negri: Habe da noch ein Coherent CR-8 Argon Rohr liegen. Wollte mal bei... Zustand 'unbekannt'

Kai

Beitrag von **gunnar** » Fr 08 Nov, 2002 12:22 am

Lyserg: Jo, aktivierte Kathode einmal an der Luft -> wegwerfen, oder reprocessing, aber das hilft dann meist auch nicht mehr viel.

Kathoden kann man übrigens auch hier kaufen: http://www.cathode.com/

Fertig beschichtet und zum Einbau vorbereitet.

Die Kathoden kann man auch an der Luft verarbeiten, sie werden nur nach dem Einbau im Vakuum aktiviert, erst dabei entwickelt sich die aktive Schicht, die den Elektronenaustritt erleichtert. Nach der Aktivierung aber darf kein Sauerstoff mehr an die Kathode kommen, sonst gibt es Kathodenoxid -> kaputt

Bevor Fragen kommen, ja ich habe mal in meinem früheren Leben in einem Neon-Schild-Laden gearbeitet, da war das Routine, solche Elektroden zu verarbeiten.

gunnaR

Beitrag von **bobo_negri** » Di 12 Nov, 2002 6:24 pm

Jetzt müßte mir nur noch einer erklären, wie man eine Kathode aktiviert, und welche Parameter für die Funktion relevant sind.

mfg

BOBO

Beitrag von **andi** » Mi 13 Nov, 2002 7:24 pm

Hallo Bobo

du schreibst: <blockquote>Zitat:<hr />Original erstellt von bobo_negri: In der Fachliteratur finde ich zwar Druckangaben, leider ohne Angabe ob ausgehend vom Atmosphärischen Druck oder von absolut 0 bar (Vakuum). <hr /></blockquote>Die Druckangeben sollten eigentlich eindeutig klar sein, liegt bei wenigen mBar. Vakuumieren solltest du bis ca, 1*10E-5 mBar, dies bedingt eine Turbomolekularpumpe mit entsprechender Vorpumpe oder ähnliches Equipement. Eine standard- 2-Stufen- Vakuumpumpe reicht nicht aus. Dazu empfiehlt sich bei einer Neuproduktion die Röhre bei 2-400 °C, angeschlossen an der Vakuumpumpe ausheizen.
Beidseitig benötigst du Brewsterfenster im korrekten Winkel, ansonst die Leistung nicht den nötigen Wert erreicht.
Spannung und Strom ist abhängig von der Distanz von Kathode zu Anode. Grobe Angaben:
kleine Tube mit 100mW / 100VDC bei 10A
mittlere Tube mit 3-5 Watt / 220VDC bei 35A
grosse Tube mit 20 Watt / 550VDC bei 50A

nichts gegen Eigenbau, aber dieser Aufwand ist schlicht gigantisch für ein Einzelstück....

Grüsse aus dem Schweizerland

Andi

Beitrag von **bobo_negri** » Mi 13 Nov, 2002 9:13 pm

@andi - Du schreibst:

<blockquote>Zitat:<hr /> Die Druckangeben sollten eigentlich eindeutig klar sein, liegt bei wenigen mBar. Vakuumieren solltest du bis ca, 1*10E-5 mBar, dies bedingt eine Turbomolekularpumpe mit entsprechender Vorpumpe oder ähnliches Equipement. Eine standard- 2-Stufen- Vakuumpumpe reicht nicht aus. Dazu empfiehlt sich bei einer Neuproduktion die Röhre bei 2-400 °C, angeschlossen an der Vakuumpumpe ausheizen.
<hr /></blockquote>Eindeutig klar? Ist es mir aber nicht.
0 bar = Umgebung -> -1,0 bar = absolutes Vakuum.
Also würde nach meiner Ansicht dann ein Überdruck in der Röhre herrschen. Da aber viele immer davon sprechen, dass die Röhre z.B. "Luft gezogen hat", muß ich davon ausgehen, dass im Rohr Unterdruck herrscht. Also heißt es nach meiner Vorstellung dann nicht einige mbar, sondern nahe -1 bar. (Habe viel mit Festo zu tun, also versteht mich bitte.) Das mit der Vakuumpumpe ist mir völlig klar. Warum aber die Temperatur? Oder ist der einzigste Zweck der Erhitzung, ein noch besseres Vakuum bei raumtemeratur zu erreichen?

<blockquote>Zitat:<hr /> Beidseitig benötigst du Brewsterfenster im korrekten Winkel, ansonst die Leistung nicht den nötigen Wert erreicht.
<hr /></blockquote>Kann ich die Röhre nicht auch mittels der Optik abschließen? Außerdem, wie sieht es mit verwenden von Dichtungen aus? Klar, sollte die Röhre hermetisch dicht sein. Aber ich will sie auch noch später einmal zerlegen können. Dazu muß ich ja zwischen den Teilstücken eine Dichtung vorsehen. Auf was muß ich da achten, z.B. wegen Ionenbeschuß oder so? Temeraturbeständig ist klar.

<blockquote>Zitat:<hr /> Spannung und Strom ist abhängig von der Distanz von Kathode zu Anode. Grobe Angaben:
kleine Tube mit 100mW / 100VDC bei 10A
mittlere Tube mit 3-5 Watt / 220VDC bei 35A
grosse Tube mit 20 Watt / 550VDC bei 50A
<hr /></blockquote>Was passiert eigentlicht; vorausgesetzt die Kühlung langt, und das Rohr platzt nicht; wenn ich den Strom weiter steigere?

<blockquote>Zitat:<hr /> nichts gegen Eigenbau, aber dieser Aufwand ist schlicht gigantisch für ein Einzelstück....
<hr /></blockquote>Egal, alle meinen nur, es sei nicht möglich als Hobbylaserfanatiker. Mein Vorhaben soll der Gegenbeweis dieser Behauptung sein. Außerdem gibt es immer noch Menschen, die finanziell nicht die Möglichkeit im Leben haben, sich so einen Monster-Argon z.B. zu kaufen; aber solche Menschen haben oft viel mehr Zeit als andere.

mfg

BOBO

Beitrag von **gunnar** » Do 14 Nov, 2002 1:56 am

<blockquote>Zitat:<hr />Original erstellt von bobo_negri:

Eindeutig klar? Ist es mir aber nicht.
0 bar = Umgebung -> -1,0 bar = absolutes Vakuum.
<hr /></blockquote>Da haben wir ja schon das Problem...Umbgebungsdruck ca. 1 bar (je nach Wetter und Höhe vom Meeresspiegel). 0 bar= absolutes Vakuum.

Sorry, hast du schon mal die Fachliteratur von der du sprichst gelesen? Darf ich ein Physikbuch mit den Grundlagen der SI-Einheiten empfehlen?

<blockquote>Zitat:<hr />
Also würde nach meiner Ansicht dann ein Überdruck in der Röhre herrschen. Da aber viele immer davon sprechen, dass die Röhre z.B. "Luft gezogen hat", muß ich davon ausgehen, dass im Rohr Unterdruck herrscht. Also heißt es nach meiner Vorstellung dann nicht einige mbar, sondern nahe -1 bar. (Habe viel mit Festo zu tun, also versteht mich bitte.) Das mit der Vakuumpumpe ist mir völlig klar. Warum aber die Temperatur? Oder ist der einzigste Zweck der Erhitzung, ein noch besseres Vakuum bei Raumtemeratur zu erreichen?
<hr /></blockquote>Das mit dem Druck siehe oben, in der Röhre herrscht Unterdruck, eine mbar sind fast nix, normal wären etwa 1013mbar.
Erhitzung macht man um Verunreinigungen "auszubacken", Gase die sich z.B im Material relativ oberflächennah befinden werden ausgetrieben.
Schon wenige Sauerstoff- oder Stickstoffatome im Rohr und dein Laser leuchtet nur, oder die Kathode verbrennt beim ersten anheizen.

<blockquote>Zitat:<hr />Kann ich die Röhre nicht auch mittels der Optik abschließen? Außerdem, wie sieht es mit verwenden von Dichtungen aus? Klar, sollte die Röhre hermetisch dicht sein. Aber ich will sie auch noch später einmal zerlegen können. Dazu muß ich ja zwischen den Teilstücken eine Dichtung vorsehen. Auf was muß ich da achten, z.B. wegen Ionenbeschuß oder so? Temeraturbeständig ist klar.
<hr /></blockquote>Ja kannst du, nennt sich dann internal mirror tube, aber mach lieber Brewsterfenster dran, dann kannst du externe Spiegel verwenden, die man viel besser einstellen kann.
Schau Dir mal ein Buch über Vakuumtechnik an, da sind auch Verfahren beschrieben, um z.b. lösbare Verbindungen nur aus Glas zu bauen. Da hast du dann keine Probleme mit Verunreinigungen durch Dreck aus den Dichtungen.
Wenn es schon eine Dichtung sein muss, nimm eine Kupferscheibe in einem Flansch, der unter hohem Anpressdruck angezogen wird, so wird das normalerweise für höchste Ansprüche gelöst. Vergiss Gummi etc, das gast aus und behindert die Entladung und verhindert normalerweise die Laserei. Sauberkeit ist das höchste gebot. Selbst ein Fingerabdruck ist im Hochvakuum ein störendes Hindernis.

<blockquote>Zitat:<hr />Was passiert eigentlicht; vorausgesetzt die Kühlung langt, und das Rohr platzt nicht; wenn ich den Strom weiter steigere?
<hr /></blockquote>Siehe das andere Posting von Dir, die Kathode brennt ab, oder die Lebensdauer der Kathode wird stark beeinträchtigt. Nicht umsonst gibt der Hersteller der Kathode die maximal zulässige Elektonenemission (=Strom) an.

<blockquote>Zitat:<hr /> nichts gegen Eigenbau, aber dieser Aufwand ist schlicht gigantisch für ein Einzelstück....

Egal, alle meinen nur, es sei nicht möglich als Hobbylaserfanatiker. Mein Vorhaben soll der Gegenbeweis dieser Behauptung sein. Außerdem gibt es immer noch Menschen, die finanziell nicht die Möglichkeit im Leben haben, sich so einen Monster-Argon z.B. zu kaufen; aber solche Menschen haben oft viel mehr Zeit als andere.
<hr /></blockquote>Dann mal viel Spass bei deinen Versuchen, ich prophezeie Dir schon jetzt eine steile Lernkurve, deine ersten 3 Röhren werden sicher bei Deinem Wissen nur Leuchtröhren aus denen Du keine Laserstrahlung rausbekommen wirst. Fang doch mal mit den einfachen Lsern wie dem Stickstoff-Laser an, und versuch dich dann z. B. an einem Kupferhalogenid-Laser (z.B. Kupferbromid oder -chlorid).

Wenn das dann läuft kannst du ja mal den Argon in Angriff nehmen.

just my 0,02€,

gunnaR

Beitrag von **wler** » Do 14 Nov, 2002 9:00 am

.... und dazu auch mal in Sam's Laser-FAQ schauen. Da steht vieles ueber realistischen und unrealistischen Selbstbau drin. Wie Gunnar schon sagt, ist ein Metalldampf- oder Stickstoff-Laser durchaus drin.

Auch uu ein CO2 Laser mit mehren Watt CW Leistung. Ich hatte mal einen selbstgebauten gepulsten CO2 Laser mit mehreren 100kW gesehen, der hat sogar (nach Fokussiering des Lichts) einen Luftdurchschlag gebracht.

Einen im Dauerbetrieb laufenden Argonlaser selbst zu bauen ist praktisch unmoeglich. Ein gepulster ist vielleicht drin; ich denke da gab es vor laengerer Zeit im Scientific American eine Baubeschreibung, die sollte wohl via Sam's FAQ zu finden sein.

Ich hatte einen gepulsten Argonlaser auch mal in meiner Schulzeit versucht. Das Rohr hatte ich in einem Labor fuellen lassen, nachdem ein Glasblaeser die Elektroden fachgerecht eingeschmolzen hatte. Das Ding war in der Tat noch jahrelang dicht, aber es funktionierte leider nicht, trotz ca 1 Jahr herumversuchen.

[ 14. November 2002, 09:12: Beitrag editiert von: wler ]

Beitrag von **andi** » Do 14 Nov, 2002 9:03 pm

<blockquote>Zitat:<hr />Original erstellt von bobo_negri:
Außerdem gibt es immer noch Menschen, die finanziell nicht die Möglichkeit im Leben haben, sich so einen Monster-Argon z.B. zu kaufen; aber solche Menschen haben oft viel mehr Zeit als andere.<hr /></blockquote>Bobo

ich garantiere dir zu 100%, dass ein gebrauchter Argonlaser mit 5 Watt auf ebay günstiger zu kaufen ist, als nur schon der Eigenbau einer funktionsfähigen Tube. Dann hast du noch kein Netzteil, kein Gehäuse und keinen Resonatoraufbau mit Optiken.

- Röhre mit integrierten Optiken gibt es auf dem Markt auch von diversen Firmen, die Optiken müssen dazu in gasdichten Halterungen welche die Möglichkeit der Feinverstellung der Spiegel bieten.

- Geschraubte Tube: im Prinzip, ja, für Laborversuche möglich. Nur ist keine Hochvakuumverschraubung so dicht, dass ein Betrieb der Röhre über Jahre gewährleistet werden kann. Geeignete Verbindungen sind CF Flansche (siehe hier http://www.vacom.de/produkte/vbauteile.htm). Jedoch, auch durch kleinste Leks kommt Sauerstoff in die Röhre, das bedingt mehr oder weniger regelmässigen Anschluss an die Vakuumanlage. Das einfachste Material um zu Röhren bauen ist Glas. 1. einfach in der Verarbeitung; 2. absolut dicht auch an Metall-Glas- Uebergängen.

- wenn für dich Vakuum mit -1 Bar (bezogen auf Atmosphäre) gleichzusetzen ist, empfehle ich dir das vorgängige Studium der entsprechenden Fachliteratur. Grundlagen sollte es auch hier geben http://www.lesker.com/cfdocs/newweb/Fra ... mation.cfm Du findest da ein hilfreiches Frage-Antwortspiel zu vielen Themen der Vakuumtechnik.

- hilfreich dürfte für dich auch diese Site sein http://cord.org/cm/leot/course03_mod06/mod03_06.htm

Auch wenn du dir echt viel zutraust, hier nochmals mein Hinweis: beginne mit etwas einfacherem als dem Selbstbau einer Argon- Tube. Ausgenommen, du hast viel Zeit und Geld und freien Zugang zu einem best ausgestatteten Labor einer Universität im Bereich Hochvakuumtechnik und Glasbläserei.

Grüsse aus dem Schweizerland

Andi

[ 14. November 2002, 22:44: Beitrag editiert von: Andi ]

Beitrag von **bobo_negri** » Sa 16 Nov, 2002 8:30 am

Danke erst mal allen, die so tatkräftig gepostet haben.
Ich sehe schon, das es eine ganz schöne Herausforderung ist, eine Argon-Tube zu bauen - aber nicht unmöglich.
Werde mich zuerst mal mit einem CO2-Laser im Selbstbau beschäftigen. Aber dazu dann mehr in einem neuen Thread. Kleiner Tip - als Tube will ich einen Liebigkühler (Laborbedarf) einsetzen.

Wenn das dann läuft, werde ich mich an den Argon ran machen.

Danke noch mal an alle.

mfg

bobo

Beitrag von **andi** » Sa 16 Nov, 2002 10:14 am

Bobo

niemand von uns dreien (Gunnar, wler und ich) will dich je von einem Eigenbauprojekt abhalten. Wenn du jedoch eine als Anfangsprojekt recht unrealistische Sache anpacken willst, so werden wir unsere Meinung dazu sagen, was ja auch geschehen ist.

Wir drei haben alle jahrelange Erfahrungen im Umgang mit Lasern und befassen uns auch mit technischen Detaillösungen und Funktionsweisen. Deshalb unsere Warnungen in den obenstehenden Posts.

Falls du einen Laser im sichtbaren Bereich bauen möchtest, so würde ich dir anstelle vom CO2 zu einem Kupfer-Bromid Laser raten. Auch hier, eine relativ einfache Technologie, mit geringem Aufwand an Optischen Aufbauten, sehr guter Wirkungsgrad (viel Output, auch mit Eigenbau Leistungen über 1-2 Watt möglich), interessant als Projekt, da Vakuumtechnik, etwas Optik und auch Hochspannungstechnik gefordert ist (alles jedoch nicht im High End Bereich). Dazu der Strahl in Grün und Goldgelb.

Links:
http://www.laserfx.com/Backstage.LaserF ... obby4.html
http://www.repairfaq.org/sam/laserccb.htm
http://x.webring.com/hub?ring=nightlase

Im Web findest du zu beiden Laserarten umfangreiche Selbstbauanleitungen.

Seie dir einfach bewusst, dass der Eigenbau nicht Geld sparen hilft. Es ist ein Hobby, welches sehr viel Zeit in Anspruch nimmt, einige Herausforderungen an dein Können und Wissen stellt (oder auch an deine Bereitschaft, neues zu lernen), und dir als Belohnung ein schönes Erfolgserlebnis garantiert (der erste Beam). Gegen die Preise von ebay und co. http://cgi.ebay.com/ws/eBayISAPI.dll?Vi ... 1786774006 hier gibt es einen alten 15 Watt Kupferdampflaser für 1400$ kommst du jedoch von der finanziellen Seite her nie an.

Viel Vergnügen beim bauen

Andi

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