Laser N2 TEA, besoin d'aide

[damiens]

bonsoir à tous,

pour mon projet de physique de cette année, je réalise un LASER N2 TEA.

grace à électron j'ai pu avoir une alim THT qui marche plus que bien
aujourd'hui tests, mais pas moyen de faire laser, j'ai essayer plusieurs configurations différences, j'arrive bien à avoir
des éclairs entre les deux électrodes mais pas moyen d'avoir un "point", donc un rayon laser....
d'aprés les montages que j'ai vu sur le net et ici, je ne vois vraiment pas d'ou mon erreur peut venir...

avez vous des idées? c'est vraiment important pour mon année ... et relativement urgent, (ca serait bien si ca fonctionnait avant le début de la semaine prochaine...)

[kl79]

Alors la, je crois que tu est bon pour un coup de fil a Electron (prevoi un peu de temps )

[shrad]

photos et schemas sont bienvenus pour ce genre de trucs pour un TEA surtout, ca va etre dur de t'aider sans y voir plus clair ^^

[damiens]

ah ben je m'en doutais un peu, je ne peux pas le faire pour le moment mais des demain je vous fais des photos !

mais je vois vraiment pas pourquoi ca marche pas ...

[anonyx]

Y'en a qui ont suivi de visu les leçons d'Electron ! Pourront "t'aider" eux !

[kl79]

Peut etre meme que certain ont des photos du meeting ?

[blackbird]

Salut Damien,

C'est bien un laser à Azote que tu fais, hein ?
Il fait quelle longueur ? Les petits lasers (10 cm) sont plus faciles à faire parce que sinon ce qui est émis est immédiatement réabsorbé, il te faut donc des impulsions HT de quelques ns.
Comment veux tu voir le faisceau, c'est quand même du 337 nm donc il te faut un écran fluo...

Il y avait eu un article pour en faire un dans la revue Sciences (pour la science) il y a moultes années ...

A+

BlackBird

[shrad]

va voir sur sams laser faq les sections parlant de TEA tu y trouvera pas mal d'explications

selon les designs de base, il faut absolument reduire un maximum l'inductance des chemins de decharge (coins de l'alu coupes, pas beaucoup d'arretes qui ressortent, preferer des connexions en forme de ruban metallique aux fils, etc...)

aussi la distance entre les deux electrodes est idealement de 1.2mm (selon les designs de base encore une fois) et pour une longueur de 20cm environ ca doit monter en voltage aux alentours de 8000V (plus c'est long, plus tu monte en tension)

aussi, les electrodes doivent etre le plus planes possibles, de preference extremement lisses, sinon la moindre asperite peux prendre la majorite de la decharge et la vaporisation de l'electrode en ces points fera que la decharge ne sera plus du tout longitudinale (on appelle ca les "hot spots"

l'ideal seraient les profiles en aluminium anodise non colores (en sachant que les couper a la scie les rendra courbes, donc preferer une petite dremel a disque diamant pour les decouper, ou des lattes d'ecolier en alu c'est meme mieux)

[damiens]

bon ben je vous présentes le design actuel, pour l'écran comme vous le verrez c'est bien du fluo.
l'alim peut monter jusque 27kv donc je pense pas que le pb vienne de la...

ce qui m'assome c'est que électon a réussi à en faire un avec deux plaques énormes pas identiques etc ^^

voila les photos : http://jack.cochet.free.fr/104_2904.rar

[anonyx]

Moi, j'avais pas tout compris, mais il me semble que c'était bien ça que nous a fait voir Electron au meeting.

Alors comme le suggère kl79, appelles-le, il pourra peut-être t'aider ! La validation de ton année ne vaut-elle pas un coup de fil ?

[shrad]

pour moi, le simple fait que mon eleve aie fait tout un dossier et etudie le phenomene en detaillant les niveaux d'excitation du N2 etc... ben je lui ferais passer son annee, car le serieux du travail est la!

est-ce que tu as un espacement bien parallele entre tes deux profiles d'electrode? ca se joue bien souvent a 1/10eme de mm de distance (j'en ai deja vu avec des vis de reglage en nylon pour pouvoir aligner en live)

j'espere vraiment que tu vas reussir a le faire fonctionner ca en boucherais un coin a tes profs

[anonyx]

Moment de détente ON :

... j'espere vraiment que tu vas reussir a le faire fonctionner ca en boucherais un coin a tes profs

Tu fait le montage et discrètement, sous les "profilés", tu mets une diode laser et son alim (un p'tit module ?). Ben t'auras un TEA dont ils n'aurons jamais vu une telle couleur ! A toi de choisir (vert, BR ou rouge ou même mélange ce s'rait top ).
J'te prédis 30/20
Moment de détente OFF :

[damiens]

héhé xavier, la diode va pas tenir longtemps la dessous XD déja quand t'entends le bruit que ca fait t'as pas envie d'y approcher les doigts ^^

sinon shrad oui j'en ai vu avec des vis en nylon et je pensais faire ca au début mais j'ai pas réussi à trouver des vis assez longues...
pas contre je savais pas que ca devais etre tout à fait paralelle... les éclairs entre les deux électrodes doivent avoir quelle geule? (yen faut tout le long? ou juste à un seul endroit?)

et la spark gap peut pas etre en cause? d'aprés toi il faut diminuer au max l'inductance du systeme... d'ailleur pourquoi faut-il faire ca? ca serait bien que je puisse le dire lors de la soutenance :p

[blackbird]

Salut Damien,

Juste un détail: si tu as des arcs entre tes électrodes c'est mort: il faut un plasma, pas un arc !
l'arc n'est qu'un court-circuit entre tes deux électrodes, si tu as un arc d'un coté alors éloigne tes électrodes de ce coté là.

A+

BlackBird

[shrad]

le TEA aura toujours des arcs, a cause de l'irregularite des electrodes et a la presence d'oxygene dans le melange gazeux

un plasma "propre" (sans hot spots dus aux asperites et a l'oxygene) ne s'obtiendra qu'avec un vide relatif et une absence d'oxygene (lasers TE N2 tout court ^^)

en fait, le parallelisme presque parfait permet de limiter les desagrements de ces phenomenes de hot spots (meme si ils paraissent plus nombreux) car moins de conduction par arcs electriques (arcs moins intenses meme si il y en a plus) et meilleure repartition de la decharge

entre ces arcs apparaitra le plasma (pas pur du tout car arcs entre les deux)

pour resumer le fonctionement, tu as deux condos qui se chargent au meme potentiel (le premier charge le second via la resistance)

une fois la tension assez elevee aux bornes du spark gap, l'air atteint sa tension de claquage et conduit (court-circuit)

cela mets le deuxieme condo au potentiel de la masse tres rapidement et tres brievement

en meme temps, a cause de l'inductance de la fameuse resistance (bobinee !!!) ou de la petite self faite maison qui fait la liaison entre les deux electrodes, le premier condensateur n'aura pas le temps de se decharger via celle ci, et la brusque variation de potentiel entre les deux electrodes va faire que la tension de claquage de l'air sera atteinte une seconde fois, le premier condensateur se dechargeant a travers un plasma tres rapide vers le deuxieme condensateur, qui est au potentiel de la masse

une fois la decharge terminee, la charge reprend, et c'est reparti

l'inductance est hyper importante dans ce montage car au plus un circuit est inductif, au plus il sera difficile d'avoir des decharges rapides au travers

il est important aussi que la resistance entre les deux electrodes soit bobinee car son inductance est necessaire, et une resistance au carbone ou film de metal ne sera pas assez inductive (pas besoin de mettre 10Megohm, juste qu'elle soit inductive, car on ne cherche pas a limiter le courant mais a retarder la conduction de la decharge pour qu'elle passe par l'air au lieu de la resistance)

l'ecartement est tres important entre les electrodes comme je l'ai dit, car si elles ne sont pas paralleles il y aura des hot spots concentres a une des extremites... au plus elles sont paralleles, au plus les hot spots vont se repartir le long des electrodes, et au final un plasma peut se creer entre les deux

certains disent que l'ideal, c'est arriver pile poil au moment ou les electrodes ne sont pas parfaitement paralleles mais que le plasma apparait, car le leger ecart entre les deux causerait un deplacement de la decharge de l'extremite la plus rapprochee a l'extremite la plus eloignee, permettant a un plus grand nombre de molecules de N2 d'atteindre leur etat de repos avant que la prochaine decharge n'arrive, et donc a un plus grand nombre d'etre excitees lors de la decharge

comme dit precedemment, tu peux imaginer que l'inductance du circuit est critique dans la synchronisation entre charge/decharge/plasma etc... donc il ne faut pas de morceaux d'alu qui debordent, etc...

je serais toi, par exemple, je mettrais les electrodes au niveau de ta connection d'alimentation, et le spark gap a l'oppose, de facon a ce que la decharge se deplace en diagonale dans le rectangle mais en ayant pas trop de chemin a faire... egalement si tu as l'occasion de remplacer ta resistance par une resistance bobinee de disons 100Kohm ou une petite bobine d'une vingtaine de spires, et la placer au debut des electrodes (cote alim), ca serait pas mal je pense

en tout cas tu devrais lire sams laser faq sur les TEA et les lasers N2, ca te donnerait enormement de details et d'explications (je ne t'ai explique ca que de memoire et je risque de m'eloigner de temps en temps du principe)

[blackbird]

resalut,

Je viens de voir tes photos alors je te donne mon avis (cela n'engage que moi !):
- tes électrodes sont trop longues, fait-en de 10 cm pour commencer sinon le faisceau laser est immédiatement ré-absorbé, les grands lasers sont dits "à onde progressive" mais tu sais déjà tout cela n'est-ce pas ?
- tes électrodes sont trop proches: met 4 - 5 mm entre les deux
- tes électrodes sont bien fines, tu n'as pas d'alu qui ne soit pas taillé en biseau ? si tu as un plus grand volume de plasma ce sera plus facile à voir.
- remplace ton inductance par un bout de fil 2,5 mm² avec 4 -5 spires
- tailles la vis de ton spark-gap en pointe pour les deux cotés (met plutôt deux vis face à face), la décharge sera plus stable.
- pour ces lasers il faut un taux de répétition faible (<100 Hz, mieux: 10 Hz) , l'azote chaud lase mal !

Tiens nous au courant !

a+

BlackBird

[james]

J'ai peux etre des choses qui peuvent t'interessé damiens.
-Des vis en nylon 25mm.4 ,ça semble l'ideal pour le reglage.
-Une lentille D. Elle ressemble beaucoup à celle d'Electron,lors de ça demonstration.
-Un mirroir HR mysterieux. marqué au stylo: Dye Cell HR N2. REF: P/N1037519 REV A D1820 C10 02262.
-de le fluoromycine,pour visualiser.
Je peux te preté ça,si cela t'aider pour ton projet.
Je vois pas tes photos.

[damiens]

alors merci beaucoup pour vos conseils, james, les vis m'intéressent mais le reste (lentille etc ) sont plus utilisées pour faire du pompage de colorant (ca peut etre intéressant mais ca sort du contexte de mon étude ^^)

jvais essayé de me débrouillé pour avoir des vis nylon mais c'est pas le plus important, je fais des tests des que je peux en remplacant la résistance par une bobine ou une résistance bobinée !

aujourd'hui j'avais réduit les électrodes mais pour l'instant ca ne marche pas plus ^^

encore une petite question, à votre avis, l'espacement pour le spark gap il doit etre superieur inférieur, égal à la distance entre les électrode, ou je fais ca empiriquement?


merci beaucoup pour votre soutient !!!

[shrad]

la distance du spark gap determine la tension de claquage de la decharge, et le taux de repetition

[blackbird]

Damien,

Vu que tout est à l'air, ton spark gap doit déclencher le premier donc ça doit être la plus petite distance sinon ce sont tes électrodes qui feront ce boulot et ça n'est pas leur rôle !
Met 2 mm environ sur le spark gap (une bougie de voiture ?) et 3 -4 mm sur les électrodes.
A la place de ta résistance juste un bout de fil assez gros enroulé sur un foret avec 5 spires (tu enlèves le foret après , hein ! )

Faut pas trainer: faut que ça lase avant lundi !

A+

BlackBird

[damiens]

bon alors aujourd'hui plein de tests, mais ca ne marche toujours pas :s

j'ai remplacé la résistance par plusieurs bobines différentes mais avec celles de 4/5 tours (en 1mm et 0.5mm de diamètre de fil) plus d'éclairs entre les deux électrodes sauf à trés petite distance entre les deux électrodes (<1mm)
par contre j'ai testé avec plus de tours( une vintaine) et la j'arrive à avoir des éclairs mais pas de plasma.

ca ne peut pas être un problème de puissance de la source ou je sais pas quoi? (j'ai lu quelque part que trop de puissance pouvait nuire, je vais tester avec une résistance de limitation en sortie du générateur !)

j'ai aussi essayé plusieurs électrodes différentes ... et j'ai changé le spark gap (maintenant c'est une tige en laiton taillée en pointe avec un coté pointu de l'écrou, ce soir j'en fabriquerai un plus évolué (un support et deux vis)

[damiens]

test avec une self HT d'alim de néon, ca marche pas plus....

j'arrive pourtant à avoir de beaux petits éclairs tout le long des électrodes mais pas moyen d'avoir un plasma !
si vous voulez des photos je vous fait ca tout de suite !

ah sinon j'ai mi une résistance de limitation de 100k mais ca ne change rien (à part que pour voir ce que ca faisait j'ai tiré des éclairs directement de la résistance à la masse, mais la c'était pas des éclairs, mais.... un flux violet, ca ressemblait à du plasma trés peu lumineux, comme dans les boules à plasma de déco)

[shrad]

j'espere que tu ventile bien la piece dans laquelle tu travailles... l'ozone c'est pas tres bon en grande quantite ^^

[damiens]

mmmh c'est pour ca que j'ai eu mal au crane toute l'aprés midi hier XD
j'en prend bonne note, en tous cas ca pue l'ozone

[anonyx]

mmmh c'est pour ca que j'ai eu mal au crane toute l'aprés midi hier XD

Et tes cours de chimie ? Ils sont où ?

Un lazériste qui va se tuer à l'ozone, on aura tout vu !

[damiens]

mais non jvais pas me tuer ^^

bon la ca me prend vraiment le chou , jvais me coucher et je continuerai demain !!!!

[blackbird]

Bonjour Damien,

Faut pas baisser les bras: tu apprendra toujours plus avec un truc qui marche pas qu'avec un truc qui marche tout de suite !
C'est pour cette raison que je ne suis pas d'accord avec Shrad:
pour moi, le simple fait que mon eleve aie fait tout un dossier et etudie le phenomene en detaillant les niveaux d'excitation du N2 etc... ben je lui ferais passer son annee, car le serieux du travail est la!
Tout marche bien sur le papier par contre sur l'établi ...
Retour à ton laser:
1) le spark gap déclenche à quelle fréquence ? si c'est en continu met une grosse résistance en série avec ta HT et augmente tes capas laser: il faut que le taux de répétition descende à 10 - 30 Hz grand max.
2) as tu un miroir Rmax sur une des deux sorties ?
3) le plasma n'est pas lumineux du tout, tu ne peux voir quelque chose que dans le noir (repère bien où sont les fils de HT avant d'éteindre ! ), de même le laser est très faible, surtout sur ce genre de manip.
4) met un petit ventilo pour brasser l'air

Tic, tac, tic, tac .... il te reste 3 jours ...

A+

BlackBird

[damiens]

1) alors pour le spark gap, il déclenche beaucoup plus lentement, 1Hz si je reste dans des tensions raisonnables, aprés si je monte à 27kv sur l'alim ca crache beaucoup plus vite mais je pense pas que ca change grand chose, si jamais je rapproche l'éclateur, les éclairs entre les électrodes disparaissent.
2)pas de miroir mais je peux toujours en rajouter un, par contre savoir s'il reflete l'UV ...

bah hier soir il faisait trés sombre dans la piece mais j'ai pas vu le moindre plasma entre les deux électrodes (du moins rien qui ne ressemblait pas à des éclairs ^^)

[james]

" 2)pas de miroir mais je peux toujours en rajouter un, par contre savoir s'il reflete l'UV ..."
Oui,c'est un peux pour ça que je t'ais proposé,de t'en préter un pour tester,si il convient à ce role.Cela te coutera,un timbre.

[blackbird]

Damien,

Ok pour le spark gap, laisses le comme ça , je pensais que tu allais beaucoup plus vite !
Essaie de mettre un miroir (même alu mais traité dessus , pas un miroir de salle de bain, hein !), aligne ce miroir pour que le faisceau repasse par le plasma.
A mon avis tu ne peux pas voir le plasma aussi facilement, ne te concentre pas sur ça, met un espace entre électrodes de 3 ou 4 mm pour minimiser les éclairs directs et aligne ce miroir de renvoi.
Si toujours rien prend des électrodes de 20 cm max.
Je peux aussi t'envoyer un miroir Rmax à 337 nm de récup gratos bien sûr.

A+

BlackBird

Ps: il ne faut pas t'attendre à un faisceau d'argon !

[james]

J'avais pas pensé à ça. Monture avec mirroirs et lentilles de laser nytrogene (soit 337nm). Par contre c'est un peux + lourd.

[damiens]

je ne peux pas mettre un écartement entre les électrodes (qui mesurent à l'heure actuelle, environ 10/12cm)de 4/5mm, y'aurai plus déclairs si je reste avec une bobine (ou alors faut beaucoup plus de tours) par contre avec la résistance ya des éclairs.
pour les miroirs, ben je sais pas, ca m'interesse avec les montures et si il faut payer plus cher, ca me dérange pas du tout (manquerai plus que ca ) !

[shrad]

bah les montures ca va etre dur vu que les optiques seront a quelques centimetres de la cavite ^^

le miroir en lui meme ne joue aucun role dans le fait que le laser lase ou pas, c'est juste que comme c'est un laser a excitation transversale, ton faisceau va partir dans les deux sens, avant et arriere, a 50% de chaque cote... le miroir arriere sert uniquement a recuperer les 50% perdus et a les renvoyer vers l'avant

pour blackbird, on est d'accord la dessus, je me suis juste mal exprime.. au plus damiens apprendra de choses sur le TEA et ses mecanismes en essayant de le faire marcher, au plus il a de chances de reussir son projet en terme de cotation, meme si le TEA en soi ne marche pas reellement (du moins si son prof est un bon et sais reconnaitre le travail qu'il y a derriere^^)

[blackbird]

Damien,

je ne peux pas mettre un écartement entre les électrodes (qui mesurent à l'heure actuelle, environ 10/12cm)de 4/5mm, y'aurai plus déclairs si je reste avec une bobine (ou alors faut beaucoup plus de tours) par contre avec la résistance ya des éclairs.

Encore une fois, tu n'as pas besoin d'éclairs mais d'un plasma le plus uniforme possible, l'éclair lui va former un filament très fin inutilisable.
Sur les deux montures que te propose James à mon avis pour ton projet seule celle de gauche (le Rmax ) peut t'intéresser, le quart de miroir avant forme une cavité instable avec le miroir AR: il y a juste un aller-retour à chaque décharge.
Effectivement il faut mieux la mettre à 1 cm des électrodes, histoire de ne pas prendre une châtaigne!

As-tu le moyen de mesurer tes capas ? ta HT ? si oui cela te donnerait ton énergie "de pompe" ensuite en tenant compte d'un rendement pourri de ce type de laser (< 0,05%) tu aurais ton énergie "laser" ...

Comme ça fait toujour du bien de ranger, j'ai retrouvé aujourd'hui quelques capas faites pour ça (3nF/15kV) que je peux t'envoyer aussi.

As tu l'article de Science American sur le laser N2 (Janvier 1974) ?

A+

BlackBird

[damiens]

non je n'ai pas lu cet article mais tous les lasers que j'ai vus sur le net qui fonctionnaient en TEA avait bien des éclairs (donc trés visible et pas un plasma de faible luminosité) entre les deux électrodes et un écartement d'environ 1mm...

je n'ai pas non plus le moyen de mesurer la capa ce week end, début de semaine prochaine oui ^^
et pour la HT... ben non plus mais je peux toujours fabriquer une sonde...

celle de gauche (le Rmax ) peut t'intéresser, le quart de miroir avant forme une cavité instable avec le miroir AR: il y a juste un aller-retour à chaque décharge.

ca doit pourtant sauter au yeux mais je comprends pas trop le sens de cette phrase ...