Mein erster TEA-Laser-Versuch

[bamisch]

Hab mir aus dem Baumarkt ein Aluprofil geholt,in Natronlauge die Eloxierung Entfernt
und mit einem Zeilentrafo entsprechend Beschalten.
Kostenpunkt um die 8 Euro und das Teil Lasert
Ich hab vor Freude über die erste Laser-Action die Schaltung (auf einem Steckbrett aufgebaut),falsch gepolt Angeschossen und Zerschossen.
+ und - waren zweimal verdreht ,ich habs richtig Gedacht und falsch Gemacht.
Nach Fehlersuche und neuen NE555 gehts jetzt wieder

[fesix]

Hey toll, dass sich hier auch mal jemand mit solchen Basteleien beschäftigt

Hast du die Kanten an den Profielen noch geschliffen? Den Punktentladungen zu urteilen eher nicht...

Würde dir empfehlen die Kanten mit 1000er Schleifpapier nass zu schleifen und eventuell noch zu polieren, sodass es zwischen den Profilen ausschließlich eine violette Glimmentlaung gibt.

Aber ist schon ein gutes Ergebnis

[bamisch]

Vielen Dank,
Ich hab die Kanten ein wenig angeschliffen und über eine scharfe Glaskante gezogen,
um das Alu leichter für die Natronlauge angreifbar zu machen.
(zur Entferning der Eloxierung)
Mal sehen,vielleicht versuch ich noch einem Messerschleifer um eine glatte Kante zu bekommen.
Ich hab das Gefühl dass die Funkenentladung der Glimmentladung Folgt,
da die Luft erstmal durch die Glimmentladung Ionisiert ist.
Vielleicht geht Energie durch die Funkenentladung verloren?
Das ist der erste fliegende Aufbau und wird noch Optimiert,aber ich hätt nicht gedacht dass es so einfach Funktioniert.
p.s.: wär es evtl möglich mit sowas einen Farbstofflaser zu bauen?
Hab da schon rumprobiert,nur keine Farbstoffküvette und wohl keinen geeigneten Farbstoff.

[medusa]

@bamisch

Mit der Vermutung hast Du schon recht, allerdings glaube ich kaum, daß Du das sehen kannst, denn die Prozesse bei der Entladung dauern nur Nanosekunden.
Entladungen zwischen Bandleiterelektroden zünden zuerst im Glimm-Modus, dann werden aufgrund von Inhomogenitäten einzelne Entladungskanäle stärker und ziehen den gesamten Strom an sich. Der Entladungstyp wechselt dabei zum Plasmabogen (Funken). Das geht umso schneller, je höher der Druck ist (in Deinem Fall -> Atmosphärendruck )
Laserstrahlung wird nur während weniger ns am Anfang der Glimmphase emittiert. Je schneller und gleichförmiger man die hinbekommt, umso mehr Laser kommt raus. Hilfsmittel dazu kann alles sein, was eine gute Vorionisation erzeugt (Koronaentladung an Hilfselektroden, Bestrahlung mit UV, Radioaktivität, ...).

Insgesamt in seiner Einfachhheit ein schicker Aufbau, den Du da hingelegt hast. Bin fast versucht, den noch mal nachzubauen (ich hab vor 20 Jahren meinen ersten N2-Laser gebaut).

Farbstoffe pumpen kannst Du im Prinzip schon damit. Kommt ein wenig auf die Pulsenergie an, die Du erzielst, und natürlich brauchst Du eine Pumpoptik aus Quarz, weil das normale BK7 in dickeren Linsen bei 337nm schon zu sehr absorbiert. Die kann kostenmäßig schon mal der Killer sein.

Farbstoffe sind relativ einfach im Laborhandel aufzutreiben. Rhodamin 6G wird zum Anfärben bei der Mikroskopie verwendet. Eine einfache Küvette kannst Du Dir aus Objektträgern für die Mikroskopie und Epoxy improvisieren. Die Objektträger sind zwar aus BK7, aber sehr dünn, so daß sie noch genug UV durchlassen.

~medusa.

[fesix]

Ich habe hier noch etwas Rhodamin B, damit wollte ich auch immer mal was machen, aber habs dann doch nie gemacht...

[VDX]

... hat jemand was auf Basis von Fluorescein gemacht?

Das Zeugs hatten wir mal in der Schule synthetisiert und ich habe noch eine Laborflasche mit ein paar Gramm drin im Keller stehen.

Als Färbemittel und UV-Wandler ist es enorm, aber k.A., ob es auch für Farbstofflaser geeignet ist, bzw. ob der Energieübergang verzögert werden kann

Viktor

[fesix]

Fluorescein hab ich auch noch rumstehen, sollte wohl auch als Laserfarbstoff gehen.

[medusa]

Rhodamin B = rot
Rhodamin 6G = gelb
Fluorescein = gelb-grün
4-Methyumbelliferon = grün-blau

Letzteres ist als Weißtöner weit verbreitet. So weit ich weiß, werden alle diese Farbstoffe auch in der Mikroskopie und für Fluoreszenzfarben (Partydeko) verwendet. Das waren zu meiner Zeit die 4 Laser-Farbstoffe, die am einfachsten aufzutreiben waren.
Rh 6G hab ich noch über 20 Gramm rumstehen.

~medusa.

[bamisch]

Vielen Dank für die Tips.
Ich hab die Schneiden mal mit 1000er Schleifpapier nass angeschliffen und Poliert so gut es ging.
Aus dem Rest des Profils hab ich mir nochmal fast die gleichen (minimal längere) Elektroden gemacht und ausprobiert.
Das ungeschliffenen (nur geätzte) Profil geht besser,liegt wohl daran,dass die maschinelle Fretigung schon sehr genau ist.
Aus Objektträgern und Heisskleber hab ich mir eine Küvette gezimmert und gelben Textmarkerinhalt und Wasser gefüllt.
Wie zu erwarten Farbstofflasert Nix ,war aber auch der erste Versuch,noch dazu mit wohl ungeeigneter Linse.
Hat jemand erfahrung mit Textmarker-Farbstoff,bzw der Leistung so eines einfachen Aufbaus?
Ich bleib auf jeden Fall dran.
Hier der momentane Stand,mal ohne Linse.

Grüsse andi

[fesix]

Also ich habe die Erfahrung gemacht dass das mit Schleifen und Polieren besser geht... aber naja

Was hast du denn für eine Linse genommen?
Wasser ist auch nicht wirklich gut, eher Ethanol und am besten das ganze Zeug noch mal filtern

[medusa]

Am besten gereinigten Ethanol aus der Apotheke. Brennspiritus tut's nicht, da ist ziemlich viel Dreck drin.
Konzentration bei Rh 6G ist so um die 10^-3 molar, visuell ist das so eine blaßrosa Lösung, die im Tageslicht schön gelb fluoresziert. In Wasser löst sich Rhodamin nicht so leicht wie in Ethanol.
Man braucht da nur extrem wenig Farbstoff für, die Lösung färbt aber trotzdem wie [zensiert], also Vorsicht!!!

Bei Textmarkerfarbe hab ich keine Ahnung, was drin ist. Bin aber skeptisch, ob das geht. Am leichtesten ist es angeblich immer mit den beiden Rhodamin-Varianten gewesen.

~medusa.

[fesix]

Rhodamin 6G ist im allgemein der Farbstoff für den Anfang.

Richtig, Brennspiritus ist mist, am besten unvergällten reinen Ethanol für sowas verwenden.

[goamarty]

Textmarker sollen häufig Fluorescin enthalten. Das kann aber von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich sein, bis zu pigmentbasierten (feststoffhältigen) Farben. Also eine "große Unbekannte".

[bamisch]

Weiss jemand zufällig wieviel Ausgansleistung so ein TEA grob über den Daumen gepeilt hat?
Zudem suche ich das Verhältnis und eine Umrechnungsmöglichkeit von mw in mJ (falls sowas anwendbar ist).
Werd momentan nicht so ganz schlau bei meinen Recherchen.
Grüsse andi

[fesix]

Gute Frage, wie viel Energie hat so ein TEA.... hab noch nie etwas über Energien bei den Teilen gelesen, aber ich meine schon mal einen Artikel gelesen zu haben, wo jemand einen Breakdown erzeugt hat, also muss da schon einiges an Wumms drin sein wenn man es richtig macht...

Eine direkte Umrechnung gibt es von mW in mJ nicht, da mW eine Leistung ist und mJ eine Energie, welche sich aus Leistung multipliziert mit Zeit errechnet.
Man kann höchstens bei einer gewissen Energie und Dauer pro Puls bei einer gewissen Wiederholrate pro Sekunde eine mittlere Leistung errechnen.

[bamisch]

Vielen Dank.
Meintest du evtl das?
http://www.google.de/imgres?imgurl=http ... m=1&itbs=1
Wobei ich mir ehrlich gesagt nicht ganz Vorstellen kann,dass ein kleiner TEA so viel Leistung hat.
Mal sehen,vielleicht finde ich etwas um die Ausgangsleistung zu messen,wobei das im UV-Bereich nicht ganz einfach sein wird.
Grüsse andi!

[fesix]

Ach ja genau das war es
Die Seite vom lieben Adrian..

Naja das Problem ist, du bräuchtest einen Energie-Messkopf und kein normales Leistungsmessgerät...

[VDX]

... soviel ich mich noch erinnere, haben die 'Praktiker' die abgegebene Pulsleistung abgeschätzt. indem sie Löcher durch Stahlfolie gebrannt haben - dann haben sie aus der Foliendicke und dem Lochdurchmesser zurückgerechnet, wieviel Leistung benötigt wird, um das Volumen zu verdampfen.

Wenn die Leistung reicht, kannst du Rasierklingen dafür nehmen ...

Viktor

[fesix]

Das Problem wird wohl sein den Strahl zu fokussieren, braucht man ja auch schon spezielle Linsen bei 337nm...

[VDX]

... das geht durchaus mit Konkav-Spiegeln (wenn auch mit leichten Verzerrungen) - habe ich bei meinem ersten CO2-Laser gemacht, bevor ich eine Germanium-Linse bekam ...

Viktor

[fesix]

Und wo bekommt man solche Spiegel her?

[VDX]

... hmmm ... die hatte ich mir damals (um 1990 herum) mit Durchmessern von 20mm und Brennweiten von 40 bis 100mm bei einem Optikhersteller bestellt.

K.A. was die damals gekostet haben - hab' ich mir aber als 'armer' Student von meinem Taschengeld leisten können ...

Viktor

[andythemechanic]

Hallo,

halt es für unwahrscheinlich, das man mit nem TEA nen Durchbruch in Luft schafft. Rechnet man mal mit 5nF Kapazität und 20kV (Was schon echt viel ist, für handelsübliche Folien) kommt man auf 1J elektrischer Energie. bei eine typischen Effizienz von 0.1% bleibt 1mJ davon übrig. Dieses lässt sich aufgrund des breiten Kanals auch noch schlecht fokussieren.
Meine Erfahrung mit TEAs war, das man damit auch Farbstoff nur sehr unzuverlässig pumpen kann. Mal reicht die Pulsenergie, mal nicht, obwohl der Farbstoff gut durchgerührt wurde, und am Laser selbst nichts geändert wurde.
Erst mit einer Vakuumkammer und reinem Stickstoff blieben die Pulse gleich und hatten immer genug Power auch wirklich Lasertätigkeit in Farbstoff anzuregen.

Grüße
Andreas

[fesix]

Hast schon recht, TE oder Longitudinale N2 Laser sind schon sehr viel zuverlässiger, aber trotzdem würd mich ein wirklich gemessener Wert mal interessieren...

[medusa]

@fesix:
Es gibt einfache Methoden, die Pulsenergie von N2-Lasern zu bestimmen. Ich hab das für meine (Niederdruck-) TE-Laser so gemacht. Im Prinzip sollte sich das für einen TEA auch so machen lassen.

- Pulslänge:
das geht mit einem einfachen Spiegel. Man variiert die Position des hinteren Spiegels so lange, bis der reflektierte Puls bei bestmöglicher Ausrichtung nicht mehr in irgendeiner Form (geringere Divergenz des Outputs, größere Pulsstärke) im Output in Erscheinung tritt. Dann den Abstand zur Entladungsstrecke messen. Da der Abstand jetzt so groß ist, daß der Lichtpuls es während der Zeit der Inversion in der Entladung gerade so eben nicht mehr schafft, zurückzukommen (und verstärkt zu werden), ergibt sich aus dem doppelten Abstand mit der Lichtgeschwindigkeit 30cm/ns die Pulslänge in Nanosekunden als Näherung.

- Mittlere Leistung:
das mach ich heute noch so für alle meine Laser mit einer monokristallinen Solarzelle mit einem Spulen-Mikroamperemeter dran. Das ist so träge, daß es selbst bei langsamer Pulsrate wirklich nur den Mittelwert anzeigt. Problem hierbei ist die spektrale Empfindlichkeit der Solarzelle bei einer bestimmten Wellenlänge. Allgemeine Diagramme von Si-Dioden und Solarzellen kann man im Web finden. Aber im UV ist die Empfindlichkeit sehr gering, die Messung dementsprechend ungenau.

- Anzahl der Pulse:
Bei langsamer Ladung hilft Zählen. Über die Ladeenergie der Bandleiter kann man auch die Leistung des Netzteiles messen und in die Anzahl der Ladezyklen pro Sekunden (Pulsrate) umrechnen, das ist aber auch nicht sehr genau. Eine getriggerte Funkenstrecke wäre ideal.

Mit der Pulslänge, der mittleren Leistung und der Pulsrate läßt sich bei vernünftiger Annahme der geometrischen Pulsform (die ist ja kein Rechteck) die Peak-Pulsleistung berechnen. Ich hab das damals (1991) gemacht und kam für meinen TE-N2-Laser auf 40kW Peak bei 5ns-Pulsen und einer angenommen parabelförmigen Pulsform.
40kW reichen leider nicht, um Rhodamin zu pumpen, deshalb war es damals nichts mit meinem geplanten Farbstofflaser.

~medusa.

[fesix]

Interessante Methode

Danke für die Erläuterung

[VDX]

... hab' heute den TAE-Laser (Nitromite LN103) aus diesem Thread bekommen - wenn ich Zeit habe, und mir eine Flasche Stickstoff besorgt habe, versuche ich den zum Laufen zu bekommen ... könnte aber noch etwas dauern ...

Hier ist der gleiche Laser (nur mit einem Plexiglas-Deckel) in Aktion zu sehen: http://www.youtube.com/watch?v=QMNCXyDu ... creen&NR=1

Wenn er läuft, schaue ich mal, was der von der Optik hermacht ... sonst müßte ich mir wohl doch noch einen Farbstofflaser zusammenbasteln

Viktor