N2-Laser longitudinal Selbstbau

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docgruber
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Do you already have Laser-Equipment?: einen selbstgebauten N2-Laser, longitudinal. Eine etwas ältere Siemens-Argon-Röhre LGK 7800Z, einige HeNe-Röhren, baue gerade einen Farbstofflaser sowie ein Neztteil für die Argon-Röhre
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N2-Laser longitudinal Selbstbau

Beitrag von docgruber » Fr 06 Mär, 2015 4:41 pm

Hallo miteinander,
ich bin hier neu im Forum, bevor ich zum N2-Laser komme, eine kurze Vorstellung meinerseits: Meine Interessen sind seit vielen Jahren Elektronik, speziell Amateurfunk, Hochspannungsanwendungen, Gamma-Spektroskopie und Röhren. Obwohl ich seit langem täglich beruflich mit Lasern zu tun habe (allerdings nur auf der "Anwenderseite"), hatte ich nie an den Selbstbau eines Lasers gedacht, bis ich vor kurzem auf die bemerkenswerte Homepage von Thomas Rapp stieß, auf der er einen "Retro"-N2-Laser vorstellt (welcher auch extrem edel aussieht---> http://www.rapp-instruments.de). Hier hörte ich das erste mal etwas von Superstrahlern, so dass der Selbstbau in greifbare Nähe rückte. Nach vielen Stunden im Keller habe ich nun selbst einen.
Im wesentlichen inspiriert hat mit der Aufbau bei http://www.pulslaser.de (auch von Herrn Rapp), der dort vorgestellte longitudinale N2-Laser diente als Grundidee. Anstatt der LC-Inversionsschaltung entschied ich mich für eine Charge-Transfer-Schaltung, wenngleich ich bis jetzt noch keinen (sichtbaren) Einfluss der Drossel auf die Laserleistung feststellen konnte. (Nächstes Projekt ist der Aufbau einer Messeinheit für UV, dann untersuche ich das näher). Als Ladekondensator dient ein 2nF 40kV-Typ, als Peakingkondensator ein 700pF. Die Funkenstrecke besteht aus 2 Hutmuttern aus Edelstahlt M12, die wie auf dem Bild hoffentlich sichtbar, von einem Stück dickeren Gummischlauchs umgeben sind, damit die Überschläge nicht zu laut erscheinen. Die Funkenstrecke benötigt regelmäßige Reinigung, da sich hier gerne auf dem Zunder Gleitentladungen bilden. Die Laserröhre selbst ist ein dickwandigeres Glasrohr mit etwa 4mm lichter Weite, beidseits in Alu-Blöcke gebaut, die auch die Saugstutzen für Vakuum und Luftzufuhr tragen. Auf der linken Seite ist ein justierbarer Oberflächenspiegel angebracht, dieser stammt aus einem alten Scanner. Das Auslassfenster ist ein Stück Objektträger, das auf den Alu-Block geklebt wurde. Das Luftzufuhrventil besteht aus einem Messingkörper (im Bild oben links), indem durch eine Schraube Luft dosiert über die Gewindegänge eindringen kann.
N2_Laser.JPG
Die Röhre lasert so ab ca. 13 kV ganz schön, man kann sie auch bis etwa 25Hz gut betreiben.
Links hinter dem Laser steht der HV-Generator, ein in Wachs eingegossener Diodensplittrafo, der von einem Treibernetzteil mit ca. 13kHz Rechteckspannung versorgt wird. Aus 25V macht er gut 30kV.

Natürlich möchte man bei seinem ersten Laser den Strahl auch sehen und nicht nur einen blauen Fleck auf einem Papier. Ich habe daher probiert, ob man Fluoreszein auch im UV-Bereich anregen kann, hierfür verwende ich ein abgeschnittenes Reagenzglas, das beidseitig mit Objektträgergläser verklebt ist. Zum Füllen wurde in der Mitte ein Loch geblasen. Die Füllung mit Hilfe einer Injektionsspritze gelingt luftblasenfrei. Zuerst wurde Wasser als Lösungsmittel des Fluorescein-Na verwendet, ca. 0.005 mol.
H20Totale_Fluo.JPG
Die "Schichtung" des Fluoreszenzstrahls ist ein Artefakt. Wie dieses entstand, kann ich nicht sagen, war auf jeden Fall nicht reproduzierbar.
Die Bilder sind insgesamt natürlich ziemlich dunkel, zur Belichtung wurden auch immer mehrere Pulse des Lasers aufgezeichnet, bis die Belichtungsautomatik zumachte.

Im folgenden wurde statt Wasser Methanol als Lösungsmittel verwendet, in etwa dieselbe Konzentration; ich hatte gehofft, dass Methanol weniger UV absorbiert als H2O, im wesentlichen gibt es aber dieselben Bilder.
meth_fluo5.JPG
Der Strahl scheint "milchig" und unscharf zu sein, dies ist aber ein Effekt des Fluoresceins, seine eigene Fluoreszenz zu absorbieren und damit abzuschwächen.
Zum Schluß habe ich noch die Fluorescein-Konzentration ein wenig erhöht, ca. 0.008 mol.
meth_fluo3_konz.JPG
Hier sieht man gut, dass der Laserstrahl recht schnell abgeschwächt wird, insgesamt aber natürlich auch heller erscheint.
Sobald es meine Zeit erlaubt, werde ich noch andere Fluoreszenzfarbstoffe testen. Es schwebt mir auch vor, einen Farbstofflaser mit dem N2-Laser zu pumpen, ich fürchte aber, er hat zu niedrigenergetische Pulse.

So long,
Matthias
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Re: N2-Laser longitudinal Selbstbau

Beitrag von stoppi » Fr 06 Mär, 2015 5:37 pm

Hallo Matthias!

Super, gratuliere dir zum gelungenen Aufbau :D So ein longitudinaler Stickstofflaser steht bei mir auch noch an. Deshalb meine Frage an dich, wie du das Glasrohr im Aluzylinder fixiert hast, mit Kleber?

Danke im voraus, lg Christoph
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Re: N2-Laser longitudinal Selbstbau

Beitrag von Hatschi » Fr 06 Mär, 2015 6:32 pm

Halli Hallo

Sehr schön!

@stoppi: Sieht nach O-Ring oder quetsch-Gummiwieauchimmer aus. :wink:

Hatschi

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docgruber
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Re: N2-Laser longitudinal Selbstbau

Beitrag von docgruber » Fr 06 Mär, 2015 7:28 pm

stoppi hat geschrieben:Hallo Matthias!

Super, gratuliere dir zum gelungenen Aufbau :D So ein longitudinaler Stickstofflaser steht bei mir auch noch an. Deshalb meine Frage an dich, wie du das Glasrohr im Aluzylinder fixiert hast, mit Kleber?

Danke im voraus, lg Christoph

Hey Christoph,
das Glasrohr ist in der Tat mit O-Ringen am Alublock abgedichtet, diese werden mit einer Unterlegscheibe auf den Alublock gedrückt. Ich wollte eine zerlegbare Anordnung zum Reinigen usw.
Grüße
Matthias
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Re: N2-Laser longitudinal Selbstbau

Beitrag von stoppi » Sa 07 Mär, 2015 9:01 am

Danke für die Antworten ;-)
Das Glasrohr ragt also ein wenig in den aluzylinder hinein und der o-Ring dichtet dann durch die Quetschung alles ab.
Zerlegbar wäre mir auch lieber...
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