Laser CO2 TEA utilisant des condos BaTiO3

utilisation, assemblage et modifications des laser à milieu gazeux

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rocketman340
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Laser CO2 TEA utilisant des condos BaTiO3

Beitrag von rocketman340 » Fr 14 Dez, 2012 3:11 pm

Voici le développement d'un lasers CO2 TEA utilisant une double ligne à transfert de charge que j'ai développer pour une société et que je vais reconstruire pour mon propre usage. :freak:
tout au long du post je donnerai les explication de construction. :D

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nikoones
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Re: Laser CO2 TEA utilisant des condos BaTiO3

Beitrag von nikoones » Fr 14 Dez, 2012 3:24 pm

salut rocketman,

il me viens une question, qu'est ce que tu utilise comme mix de gaz et à quelle pression ??

sinon, d'autres questions me viennent encore, mais je compte sur toi pour m'éclairer le long de ce post qui s'annonce très enrichissant!! :freak: ( tension de service, intensité, etc... )

sinon, super boulot comme à l'habitude !! :D
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Re: Laser CO2 TEA utilisant des condos BaTiO3

Beitrag von electron190 » Fr 14 Dez, 2012 3:46 pm

Quelle est sa puissance ?
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Re: Laser CO2 TEA utilisant des condos BaTiO3

Beitrag von rocketman340 » Fr 14 Dez, 2012 4:20 pm

nikoones hat geschrieben:salut rocketman,

il me viens une question, qu'est ce que tu utilise comme mix de gaz et à quelle pression ??

sinon, d'autres questions me viennent encore, mais je compte sur toi pour m'éclairer le long de ce post qui s'annonce très enrichissant!! :freak: ( tension de service, intensité, etc... )

sinon, super boulot comme à l'habitude !! :D
le mix de gaz dans ce cas 2 He / 1 CO2 / 2 N2 entre 1 bar et 3 bars :freak:

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Re: Laser CO2 TEA utilisant des condos BaTiO3

Beitrag von rocketman340 » Fr 14 Dez, 2012 4:46 pm

electron190 hat geschrieben:Quelle est sa puissance ?
100 mJ en 15 ns soit 660 kW :freak:
voici une description du laser

LASER IMPULSIONNEL A MILIEU ACTIF GAZEUX
EXCITE ELECTRIQUEMENT


La présente invention a pour objet un laser impulsionnel à milieu actif gazeux excité électriquement.

L'obtention de l'effet laser dans de nombreux milieux actifs gazeux exige, ainsi qu'il est connu, l'utilisation de méthodes de pompage capables de permettre la libération d'une énergie de pompage très élevée dans un laps de temps très court (quelques nanosecondes). On connaît déjà un certain nombre de méthodes de pompage capables de procurer un tel effet, parmi lesquelles les plus utilisées consistent à générer des décharges électriques sous très fort courant (quelques dizaines à quelques centaines de kA) au sein du milieu actif gazeux (de telles méthodes d'excitation électriques pouvant être mises en oeuvre selon un mode d'excitation transversal du gaz, ou selon un mode d'excitation longitudinal de ce gaz). :freak:

Un certain nombre de dispositifs à excitation électrique ont déjà été développés jusqu'à ce jour, et notamment des dispositifs basés sur l'utilisation de "générateurs de Marx". Ces "générateurs de Marx", qui ont pour fonction essentielle de véhiculer jusqu'aux électrodes de la cavité laser l'impulsion électrique haute tension chargée de déclencher l'émission stimulée au sein de cette cavité, sont généralement constitués par un assemblage approprié de condensateurs conventionnels comprenant un isolant à bas coefficient diélectrique (en général du Mylar). L'obtention d'un stockage suffisant d'énergie électrique dans ces dispositifs conventionnels conduit cependant à la réalisation de dispositifs de grandes dimensions, ce qui présente l'inconvénient majeur d'occasionner un encombrement re lativement important et ne n'offrir qu'une maniabilité des plus réduites. :freak:

La présente invention a précisément pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients susmentionnés, en proposant une conception dite "intégrée" qui permet d'obtenir un laser particulièrement compact. :lol: :freak:

A cet effet, la présente invention a pour objet un laser impulsionnel à milieu actif gazeux excité électriquement, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins un premier et un second corps plats non conducteurs, disposés en regard et à distance l'un de 1'autre de façon à délimiter un interspace entre eux, au moins ledit premier corps plat étant fait en un matériau à haut coefficient diélectrique,

- une première armature conductrice plate agencée dans ledit interspace, s'étendant dans une partie de cet interspace,
- une deuxième armature plate également agencée dans ledit interspace, s'étendant dans une autre partie de cet interspace, lesdites première et deuxième armatures comportant chacune un bord rectiligne situé en regard et à distance de l'autre, l'espace longitudinal délimité entre lesdits bords constituant la cavité du laser destinée à être occupée par ledit milieu actif gazeux et lesdits bords rectilignes constituant les électrodes chargées d'assurer l'excitation électrique de ladite cavité,
- des moyens pour maintenir ledit milieu actif gazeux dans ladite cavité,
- au moins une troisième armature conductrice plate disposée contre la face dudit premier corps diélectrique opposée audit interspace, s 'étendant sensiblement à l'aplomb de ladite première armature de façon à constituer en coopération avec cette dernière un premier condensateur,
- au moins une quatrième armature conductrice plate également disposée contre la face dudit premier corps diélectrique opposée audit interspace, s'étendant sensiblement à l'aplomb de ladite deuxième armature de façon à constituer en coopération avec cette dernière un second condensateur, lesdites première et quatrième armatures plates conductrices étant destinées à être reliées à l'un des pôles d'une source haute tension continue dont l'autre pôle est destinée à être relié auxdites deuxième et troisième armature, de façon à assurer la charge desdits premier et second condensateurs,
- et, un organe de décharge déclenchable de l'extérieur connecté entre lesdites troisième et quatrième armatures, destiné à assurer la mise en court-circuit au moins momentanée de ces armatures de façon à provoquer, par la mise en série desdits premier et second condensateurs, l'établissement entre lesdites électrodes de ladite cavité laser d'une excitation électrique suffisamment rapide et élevée pour engendrer une émission stimulée au sein de cette cavité.

On voit ainsi, dans le laser qui vient d'être défini, que c'est l'utilisation de corps plats faits en un matériau à haut coefficient diélectrique, combinée avec l'agencement particulier des différents éléments constitutifs du laser par rapport à ces corps diélectriques qui permet d'obtenir une forme de laser dite "intégrée".

De manière préférentielle, on utilisera comme corps plats à haut coefficient diélectrique des corps plats faits en un matériau ayant un coefficient diélectrique au moins égal à 70. Comme matériaux diélectriques susceptibles de répondre à cette exigence, on pourra utiliser des matériaux diélectriques ferroélectriques (coefficient dielectrique de l'ordre de 1000 à 10.000) tels que le titanate de baryum pur ou des matériaux à base de titanate de baryum dopés avec des éléments tels que:

Pb (Ti, Zr) O,; Ba0-Ti02-Al203; PbZrO3; PbTi03; CaTiO3; La ; Nb etc... Comme matériaux diélectriques possibles, on pourra également utiliser des matériaux tels que TiO2 (coefficient diélectrique de l'ordre de 70 à 110 suivant pureté); KDP; KD+P (dideutérosphosphate de potassium; coefficient électrique - pouvant aller jusqu'à 120.000 au point de Curie); LiNbO3; etc... De manière particulièrement avantageuse, les matériaux susmentionnés seront utilisés sous forme de céramiques. Comme autres matériaux diélectriques possibles, on pourra encore envisager d'utiliser des matériaux se présentant sous une forme liquide, tels que de l'eau pure (coefficient diélectrique de l'ordre de 80).

Ces corps plats diélectriques pourront par ailleurs revêtir des formes très diverses telles que forme cylindrique, forme parallélépipédique, forme prismatique (à section droite triangulaire, ou trapezoldale, ou encore à contour plus compliqué), ou encore forme cylindrique à section droite non circulaire. L'essentiel est que de tels corps diélectriques présentent au moins deux faces d'extrémi- tés opposées sur lesquelles puissent être adaptées des armatures conductrices appropriées, en vue de réaliser les structures désirées.

Les dimensions des sections droites de ces corps plats diélectriques seront avantageusement choisis de façon à délimiter une cavité laser dont la partie active (c.à.d la partie s'étendant le long de ces sections droites) présente une longueur au plus égale à une valeur de l'ordre de 100 mm. L'épaisseur de ces corps plats diélectriques sera en outre choisie en fonction de la rigidité diélectrique du matériau utilisé de façon à pouvoir tenir aux hautes tensions appliquées. La rigidité diélectrique des matériaux susmentionnés étant en général plus faible que celle des matériaux diélectriques usuels tels que le mylar, l'épaisseur adoptée pour de tels corps diélectriques sera généralement supérieure (en général d'un ordre de grandeur plus élevé).Cependant, le coefficient diélectrique de ces matériaux étant considérablement plus élevé, les sections droites de ces corps diélectriques pourront avoir, à énergie stockée égale, des dimensions notablement inférieures à celles requises par les systèmes conventionnels. Ces réductions de surface pouvant aller jusqu'à trois ordres de grandeur, on constate à l'évidence qu'on peut ainsi obtenir de notables réductions d'encombrement, et donc des lasers particulièrement compacts.

I1 est connu par ailleurs, en ce qui concerne les matériaux céramiques, que la valeur de leur coefficient diélectrique dépend de la température, cette valeur atteignant un maximum dans les gammes de température voisines de leur point de Curie. On utilisera donc, de manière avantageuse, des matériaux ayant un point de Curie proche ou légèrement supérieur à la température ambiante, de façon à éviter de devoir recourir å ltemploi d'enceintes thermostatées. De manière préférentielle, on utilisera par ailleurs des matériaux ayant un point de Curie sensiblement supérieur à la température ambiante dans les cas où l'on envisage de faire travailler ces matériaux à des fréquences de récurrence élevées (ces matériaux atteignant en effet une température de fonctionnement sensiblement supérieure à la température ambiante du fait de l'échauffement résultant des ca dences répétitives). La valeur désirée du point de Curie peut être obtenue, de manière connue, par un dopage approprié de ces matériaux.

On pourra également, dans certains cas particuliers, envisager d'utiliser des matériaux ayant un point de Curie très inférieur à la température ambiante (par exemple KDP dont le haut coefficient diélectrique à -150 °C permet la conception d'une structure ultra
compacte), en prévoyant la présence d'une enceinte thermostatée dans laquelle on pourra faire régner la température désirée au moyen par exemple de cellules Peltier à faible consommation électrique. :freak:

Canne milieux actifs gazeux susceptibles de donner lieu à des émissions stimulées, on pourra envisager d'utiliser des milieux actifs gazeux très divers tels que Oye2, oe, N20, HF, DF, COS (ces gaz actifs pouvant être utilisés seuls, ou en mélange avec d'autres gaz non actifs).On pourra également envisager d'utiliser d'autres milieux actifs gazeux tels que les excimers, ou bien encore des vapeurs metalliques, etc
De manière avantageuse, les différents gaz ou mélanges de gaz susmentionnés seront utilisés sous des pressions comprises entre 10-3 torr et 30 bars. Il est préférable, lorsqu'on désire obtenir le plus grand nombre possible de molécules excitables dans un volume de cavité déterminée, de travailler sous des pressions atmosphériques ou pluri-atmosphériques. Il peut cependant s'avérer souhaitable dans certains cas particuliers de travailler sous des pressions nettement inférieures à la pression atmosphérique. :freak:

On sait que pour obtenir une émission stimulée dans un gaz, il faut avoir un rapport E/p (E désignant le champ électrique transitoire s'établissant dans la cavité et p la pression régnant dans cette cavité) situé dans une gamme de valeurs environ comprise entre 50 et 300 Volts/cmtorr. Il convient donc, suivant la pression choisie, d'adapter en conséquence l'écartement entre les électrodes et/ou la tension appliquée, de façon à obtenir le rapport E/p approprié. :freak:
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Re: Laser CO2 TEA utilisant des condos BaTiO3

Beitrag von nikoones » So 16 Dez, 2012 6:33 pm

c'est dommage qu'on ne voie pas bien les schéma , sinon, c'est un sujet très intéressant !!

j'aurai encore deux questions: quelle sont les caractéristiques du faisceau ( forme et divergence axe rapide et lent ) et peut ton réaliser un laser à peut près équivalent en thermes de fonctionnement et de dimension, avec: de l'azote, et sans tio3 mais mettre à la place des condos spéciaux "fait dans le moule" ( c'est à dire fabriquer soit même , veux-je dire ) des condensateur de combien de nanofarad ou picot farad ??

en fait, je pose ses questions car j'ai comme projet de réaliser un laser , autre que mon len2 ( un tea me conviendrai parfaitement,) et beaucoup plus puissant, pour je ne sais encore quelle usage , mais j'aimerai bien jouer avec des boule de plasma ( le claquement de l'air m'impressionne réellement ) et peut etre pourquoi pas étudier un laser à colorant dye avec une pompe de colorant, sont refroidissement, filtration, et tout , pour obtenir un laser quasi cw ( 20khz de rouge est ce possible en mettant plusieurs laser en serie et commander un par un ?? :?: ) en tout les cas c'est mon , c'est l'un, de mes rêves, mais j'en ai d'autres ... ...hein !!!! :D
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Re: Laser CO2 TEA utilisant des condos BaTiO3

Beitrag von rocketman340 » So 16 Dez, 2012 10:04 pm

regarde sous mon brevet et tu auras les schémas plus grands :freak:
http://fr.espacenet.com/publicationDeta ... cale=fr_FR

Je suis entrain de reconstruire un laser CO2 de ce type je vais mettre des photos et films prochainement :freak:

Si tu veux construire un laser à azote puissant sans trops de frais il faut faire un laser avec des capacités en plaque utilisant de l'eau comme diélectrique. :lol:
C'est ce qu'il y a de plus puissant dans ce domaine. :shock: :lol: :freak:
Par contre il te faut un génerateur de Marx RAPIDE pour charger les capacités.En 100 nanosecondes :freak:
Etudie un peu le domaine et je pourrais t'aider pour réaliser ce type de laser :freak:

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