Janus III - ein PMG Laser Projekt

[medusa]

Ist mir zu klein. Deswegen sind Laserdioden auch nicht so meine Favoriten.

Bei mir hat die ganze Experimentiererei dazu geführt, daß eine der Klebestelle an der 4mm-Bore sich wohl gelöst hat. Sie war merklich undicht. Also mußte ich sie ausbauen und alles nachkleben, was zwei Tage in Anspruch genommen hat. Der Kleber härtet jetzt noch ein paar Tage endgültig aus. In der Zwischenzeit mache ich Justierübungen mit dem Resonator mit der 7mm-Bore, die ich wieder eingebaut habe.

Das geht im Prinzip genauso wie mit der anderen Bore, nur daß man mehr sieht. Letzteres ist nicht unbedingt nur ein Vorteil, denn auf die Weise sieht man auch Wandreflexe etc., die leicht in die Irre führen können.
Ein bemerkenswerter Schnappschuß ist mir dabei geglückt, der die Spots beider Spiegel zeigt, bevor ich sie übereinandergelegt habe:

JanusIII_double_spot.jpg

Die Bögen auf dem Screen in 2m Entfernung sind dabei die besagten Wandreflexe. Der hellere Spot gehört zum HR, der etwas schwächere rechts daneben zum OC (man kann das demonstrieren, indem man jeweils etwas an einer der Spiegelschrauben dreht).
Mit so viel Platz in der Bore findet man natürlich mehrere Positionen, in denen die Spots sich decken können.

Generell ist allgemein in der weiteren Bore der Gasdruck leichter einzustellen, und die Laseremission ist nicht unbedingt schwächer als in der dünneren Bore. (Was natürlich auch an dem Leck gelegen haben könnte.)

[VDX]

... Schön! -- sieht aus wie zwei kollidierende Galaxien

Viktor

[Death]

Hhmmm.....

Vielleicht sind es ja sogar welche

[VDX]

... hast wohl auch mal "Horton hört ein Hu" gesehen, oder?

Viktor

[Death]

Nee, kenn ich jetzt nicht

Ich werd mal danach suchen

[VDX]

... https://de.wikipedia.org/wiki/Horton_h%C3%B6rt_ein_Hu!

Viktor

[medusa]

So... hab die Pause genutzt, um mich um anderen Kram zu kümmern. Die 4mm-Bore ist nachgeklebt (nach gerade laufender Messung scheint sie auch wieder dicht zu sein), und ich habe mein altes Quecksilberbarometer wieder aktiviert, um den Bereich von wenigen bis zu 50mbar genauer messen zu können - ein Pirani ist dafür nicht geeignet, und ein bis 1bar messendes Dosenbarometer zu ungenau.

Hg-Baro.png

Dieses gute Stück habe ich vor nunmehr 36 Jahren mal selbst gebaut, vom Füllen mit Quecksilber bis zur Meßlatte. Natürlich war zu jener Zeit noch eine Glasolive für 6mm Vakuumschlauch aus Gummi daran. Auf die habe ich jetzt einen DN10 Kleinflansch aufgeklebt, um es mit meiner aktuellen Apparatur verwenden zu können. Natürlich mußte ich dafür auch die im Bild sichtbaren Rohrbögen kaufen.
Insgesamt habe ich jetzt also drei Druckmeßgeräte für drei überlappende Bereiche an meinem Gasterminal hängen.

Die Zeit, bis die geflickte Bore wieder einsatzbereit war, habe ich mit Druckmessungen verbracht. Natürlich wollte ich wissen, ob der neue Flansch an meinem alten Schmuckstück auch dicht ist. Das ist der Fall. Die 7mm-Bore ist ebenfalls dicht und die letzte Klebung schon ein paar Wochen her. Entsprechend weit geht die Restausgasung nach ein paar Tagen im Vakuum herunter: auf bis unter 0.1mbar/h.
Aus diesem Grund habe ich die 4mm Bore ein paar Tage länger in Ruhe liegen lassen. Wie schon erwähnt, die Messung läuft im Moment noch und wird auch über die nächsten Tage fortgesetzt.

Mit dem Quecksilberbarometer kann man Absolutdrücke unabhängig von der Gasart und seiner Wärmeleitfähigkeit messen. Ich würde gerne Anschlußmessungen machen, um zu sehen, ob die Laserübergänge, die ich Anfang der 1990er Jahre mit meiner Querflöte (der damalige PMG-Laser) bekommen habe, auch in Janus III mit der 4mm-Bore funktionieren.

[Death]

Sehr schön

Man kann richtig nachempfinden, wie früher die Entdecker ihre eigenen Messgeräte gebaut haben mit einem Bunsenbrenner, Glasröhrchen kombiniert mit Holz sowie Pech und Schwefel

[medusa]

Tja, und bei Pech und Schwefel mußte man damals wirklich aufpassen, daß nicht die Inquisition aufmerksam wird.....

In der 4mm-Bore hat heute N2 gelasert, die ist wieder fit. Ich probiere noch He-N2 und Ne aus.

[Death]

Spätestens bei dem Wort Transmutation hat man verdammt heiße Füße bekommen

[VDX]

... auch schonmal einen brennenden Zwischenverteiler-Transformator gesehen? - da wirds dann mehr als nur "heiß"

Viktor

[medusa]

Brennende Transformatoren sind immer schön anzusehen. Besonders, wenn der Tank mit dem Isolieröl auch noch platzt. Die Y-Röhre liefert da so einiges...

Transmutation von Elementen läßt mich gerade an meinen Fusor denken... gut, daß ich den noch nie "heiß" betrieben habe

[VDX]

Hi Diane,

... weißt du evtl. ob's neben KTP noch andere "lasernde" Kristalle oder Salze gibt, die man sich selber "züchten" könnte?

Ich hatte in der Schulzeit einiges an Salzen und -Gemischen in warmem destilliertem Wasser aufgelöst, einen "Keim" an einer dünnen Angelschnur reingehängt und dann über Tage bis Monate die dollsten "Edelsteine" wachsen lassen

Andererseits gibts ja auch die Kristallzucht aus der Schmelze, wo auch einige was in Richtung DIY versucht hatten und teilweise auch erfolgreich waren (z.B. Rubin).

Eine andere Richtung wären Scheibenlaser mit "fluoreszierenden" Platten ...

Viktor

[medusa]

KTP selbst gezüchtet habe ich schon auf Webseiten gesehen. Gibt es sicher auch auf der Y-Röhre.

Scheibenlaser hatte ich mal die Idee, das mit pinkfarbenem Naturrubin zu machen, der in flachen, klaren sechseckigen Tafeln irgendwo in Afrika gefunden wird.


Zum Thema: hab heute abend einen Viertelliter Neon in der 4mm-Bore verheizt.
Gab wunderschöne Spots mit Specklepattern bei 614nm. Grün (540nm) hab ich nicht bekommen, der Übergang ist allerdings auch sehr kurzlebig und braucht wohl wirklich die klassischen Bandleiter.
Dafür waren manche der roten Spots etwas oranger, als sie sein sollten. Es könnte also sein, daß zusammen mit 614nm bei etwas niedrigerem Druck auch die 594nm lasert. Um das genau zu checken, müßte ich aber den höhenverstellbaren Tisch mit dem großen Prisma aufstellen, hatte ich leider heute nicht zur Hand.
Die Drücke muß ich noch Korrekturrechnen (Pirani und Edelgas halt), liefere ich noch nach.

Vor einigen Tagen schon habe ich mit der 4mm Bore N2 und He-N2 ausprobiert, die lasern bei 4 und 8 mbar fröhlich im UV vor sich hin. Den Druck von He-N2 habe ich dabei diesmal mit dem Hg-Barometer in Torr gemessen und dann in Millibar umgerechnet.

Fazit: falls da wirklich bei 594nm Gelb kommt, ist das der Ersatz für Grün, und JanusIII hat den Gleichstand zu meiner alten Querflöte erreicht.

[Death]

[VDX]

... wir bräuchten hier auch eine "gefällt mir!" Funktion für die Beiträge

Viktor

[Death]

Dafür

[medusa]

Ich fang' gleich an zu schnurren...

[VDX]

Hi Diane,

Michael hatte mich ja zu eurem Kaffee-Kränzchen eingeladen, ich bin aber seit April letzten Jahres nicht mehr wochenweise in Köln, sondern, wenn zur Firma, dann Richtung München unterwegs -- klappt also nicht so schnell

Außer, du kommst mal bei Großkrotzenburg vorbei (Micha war schonmal bei mir) -- dann könnten wir etwas über "alte Zeiten" quatschen und schauen, was es so Alles zu tauschen gäbe

Viktor

[medusa]

Ich mal wieder...

Wie vor ein paar Monaten hat es damit angefangen, daß ich mit meinem Neutronenzähler noch einen letzten Versuch machen wollte. Was wie die letzten Male endete: ich krieg mit dem Ding keine konsistenten Messungen hin und überlege mir dann jedes Mal, daß ich doch lieber bei Lasern bleiben sollte. Mit denen kenne ich mich wenigstens aus.

Also habe ich die Einzelteile von Janus III wieder aus dem Schrank gefischt und ihn zusammengebaut. Im Moment bin ich noch beim Abpumpen und Druckmessungen, um sicherzustellen, daß auch alles dicht ist. Sieht soweit gut aus.
Beim Aufbauen habe ich mich diesmal etwas mehr der Bore gewidmet, weil ich ja weiß, daß die einen flachen Knick im Bereich der Mittelelektrode hat. Mir ist da eine Idee gekommen, wie ich das kompensieren kann:

JanusIII_boretrim.png

Ich hab den Knick in Richtung Seite gedreht und dann auf dem Kontaktblech der Mittelelektrode ganz schnöde einen Aluwinkel als Abstandhalter angebracht. Hab natürlich vorher mal zur Probe gedrückt, ob die Bore dafür elastisch genug ist - das geht erstaunlicherweise. Und da dabei so schön viel freier Raum durch die Brewster zu sehen war, dachte ich, das muß jetzt mal sein. Ich hoffe, daß im Betrieb die Verklebungen die mechanische Spannung aushalten - wenn nicht, kann ich das Ding danach wenigstens gerade zusammenkleben.

Ein anderer Neuzugang im Baukasten der Janus-Teile ist ein OC für einen grün/gelben Kryptonlaser, den ich auf eins der noch freien Haltebleche geklebt habe... auf diese Weise sollte eine gewisse grüne Laserlinie leichter zu bekommen sein.

[VDX]

... na dann - viel Glück!

Viktor

[Death]

Wir drücken die Daumen

[medusa]

Kurze Zwischenmeldung...

Die Bore scheint es zu überstehen, wenn sie in Form gedrückt wird. Wenn sie 15 Miniuten nach Abschalten der Diffpumpe noch immer bei 10^-2 mbar ist, kann man das wohl als dicht bezeichnen. Selbst nach einer ganzen Serie verschiedenster Tests. Das war heute die Hauptsache.

Ein paar Dinge habe ich heute ausprobiert, in die Richtung, ob der Aufbau sich nicht vereinfachen läßt. Das KISS Prinzip (Keep it simple, stupid - zuweilen auch als Occams Rasiermesser bekannt) finde ich bestechend. Die Antwort war aber nein und eher nicht.
Man kann nicht auf die Diffusionspumpe verzichten. Auch wenn man bei einigen Millibar Druck in der Bore bleibt, so ist offensichtlich der Sog des Hochvakuums in der Pumpe nötig, um genügend Gas durch die enge Bore zu ziehen.
Ohne das Nadelventil geht es notfalls, es ist aber ein "nice to have". Hat leider fast den ganzen Abend gedauert, das beides rauszukriegen.

Darüber hinaus ist es immer noch nicht so einfach, die Spiegel zu justieren, das war ja auch schon beim letzten Mal so. Am Schluß hatte ich kurz einen kräftigen knackig runden Spot, es geht also mit der begradigten Bore am Ende doch ziemlich gut. Zu mehr hatte ich dann aber auch keine Lust mehr.

[medusa]

Die nächste Sitzung...
Nachdem ich mal wieder die Dose der Funkenstrecke gereinigt habe, war dann das Justieren des Resonators dran. Interessanterweise ist das mit dem planen OC von einem gelb-grünen Krytonlaser, den ich im Moment drin habe, etwas anders. Der Spot ist größer (klar, weil die Strahltaille auf dem OC liegt und von dem auch die Rückseite plan ist), und er erscheint so ganz klar erst, wenn die diffusen Einzelreflexe der Spiegel wirklich aufeinanderliegen. Der Moment, wenn man's hat, ist richtig romantisch: es sieht aus, als ob der blaue Vollmond hinter den Wolken hervorkommt.

Mit einem getunten Resonator habe ich mich dann im unteren mbar-Bereich auf die Suche gemacht, ob da mit der normalen Laborluft noch etwas lasern möchte, bei 13 und 16kV leider nichts gefunden.

Nächstes Mal ist Neon dran (so noch was in der Flasche ist). Mit Prisma und einem für gelb tauglichen Resonator möchte ich wissen, ob 594nm gehen...

Und ich hab in meiner Spiegelkiste auch noch einen OC für einen Cd-Laser gefunden. Der könnte wegen der 4 blauen Linien von O+ noch interessant werden. Muß ich mal einen weiteren Halter für bauen...

[medusa]

So, gibt wieder Bilder.

JanusIII_Neon_Depot.JPG

JanusIII_Prisma.JPG

Heute habe ich eine Spritze voll Neon spendiert und das Tischchen mit meinem dicken Geradsichtprisma aufgebaut. Das Neon laserte mit der 614nm Linie auch ganz gut los.
Es hat eine Weile gedauert, bis ich in einem höheren Druckbereich gesehen habe, daß da manchmal eine kleine Beule neben dem Hauptspot ist. Dabei ist leider auch die Tatsache nicht hilfreich, daß rötliche Farbtöne bei höherer Intensität gelblich aussehen. Und ich habe eine falsche Vorstellung gehabt, was mich da erwartet. 594nm sind so tiefgelb wie eine Natriumlaterne, nicht Quietscheentchengelb.

Hab leider nur ein Bild machen können, auf dem klar zwei getrennte Spots zu sehen sind. Leider ist das nicht sehr gut. Ist in 2m Entfernung.

JanusIII_614_594nm.jpg

Leider sieht auf dem Bild der größere Spot gelblicher aus, visuell war das 614nm. Der kleinere rechts ist vermutlich 594nm, visuell etwa wie ein kleiner Honigfleck (ich hab wegen rechts und links extra nochmal die Orientierung des Prismas kontrolliert).
Im Gegenzug habe ich endlich herausbekommen, wie man die Bilder unkomprimiert aus dem Videostream herausbekommt. Sieht doch besser aus als die älteren, oder?

Edit: ich hab mit GIMP mal die Farbsättigung der Spotpixel in dem Bild oben angesehen, der kleinere Spot hat tatsächlich einen etwas höheren Wert im Grünkanal.

[Death]

*Ohren Spitz*

faszinierend

[medusa]

Hab grade nochmal eine Sitzung gemacht, manchmal waren selten auch einzelne gelbe Spots zu sehen, auch ohne Prisma. Rechts ist der Spot nochmal vergrößert eingesetzt.
Die Spots bei so einem Pulslaser mit freilaufender Funkenstrecke sind ja grundsätzlich eher ungleichmäßig. Nicht selten gibt es bei einem Entladungspuls überhaupt keine Laseraktivität.

JanusIII_Ne_614_594nm.jpg

Bei dem scheinen beide Linien in unterschiedlichen Bereichen zu lasern. Gelbe Einsprengsel gibt es aber nur selten. Das hier ist einer aus einem Videoschnipsel mit über 500 Bildern, von denen nur 3 Kandidaten für 594nm waren. Die besten habe ich gesehen, als die Kamera nicht an war.
Das Bild ist schräg zum Schirm gemacht, daher ist die runde Form des Spots perspektivisch seitlich etwas flachgedrückt.

Edit: beinahe vergessen - der Laser lief bei 2mbar Ne mit 16kV.

[Hatschi]

Halli Hallo

Da hat seit langen wieder einmal jemand/eine den Namen LaserFreak verdient!

Hatschi

[VDX]

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Viktor

[Death]

Finde ich auch

[medusa]

Eieiei, das treibt mir ja die Schamröte ins Gesicht.

Heute war es nicht erfolgreich, aber dafür lehrreich.
Ich hab den Krypton-gelbgrün OC durch den Argon-OC ersetzt. So im direkten Vergleich war das Justieren eine echte Quälerei. Über den Betrieb mit Luft (weil N2 halt auch schon ohne alles etwas lasert) bin ich nicht hinausgekommen.

Im Vergleich war der Output mit dem Ar-OC (R=1.3m) gegenüber dem Kr-OC (plan) ziemlich bescheiden. Ich meine, der Thorlabs-Breitband-HR hat R=1.5, ist also etwas länger als mein Resonator mit L=1.4m. Mit einem Planspiegel spielt der ziemlich leicht, das habe ich ja jetzt erlebt. Mit dem Spiegel mit kürzerem Radius ist es so schwierig, wie ich in meinen ersten Sitzungen mit Resonator erlebt habe. Und im direkten Vergleich kommt bei gleichen Einstellungen (5mbar Luft, 16kV) viel weniger raus. Der Spot ist diffus und nicht so hell. Ich muß über Resonatoren und ihre Stabilität nochmal nachlesen.

Nun liegt man mit einem Spiegel, dessen Radius kürzer als der Resonator ist, schon eher auf der hemikonzentrischen Seite des Stabilitätsdiagrammes von Resonatoren. Konzentrisch ist immer zickig zu justieren, der bekannteste Vertreter ist hier wohl der ILT 5490. Man kann es mit Geduld hinbekommen. Aber schön ist anders.

Also hab ich mich mal auf die Suche nach einem planen Argon-OC gemacht (ich hab zwar welche mit R=2m, die sind aber vergleichsweise klein). Zufällig in der Bucht einen D=15mm planen Breitband-Spiegel für einen Lexel-Kr gefunden. Sorry @deepblue, diesmal war ich schneller.
Der wäre zum Rumspielen mit verschiedenen Gasen, wenn man nicht weiß was möglicherweise rauskommen wird, natürlich perfekt.

[medusa]

Grade mal im Lehrbuch nachgelesen...
Mit L=1.4, R1=1.5 und R2=1.3 bekomme ich die Resonatorparameter g=1-L/R:
g1 = 0.066 und g2 = -0.077.

g1 * g2 < 0 ist instabil. Schön, das in der Praxis mal zu erleben.

[medusa]

Weiter geht's mit einem frischen Spiegel:

JanusIII_Ar_OC_neu.jpg

Das ist ein Argon-OC, meiner Erinnerung aus einer verstorbenen I60-Röhre mit internen Spiegeln. Ist vom "High Blue" Typ, hat R=2m und ungefähr 4% Transmission. Leider ist die Spiegelbeschichtung kleiner als bei dem anderen OC.
Klebungen mit Epoxy lassen sich übrigens leicht wieder "aufkriegen", wenn man den Untergrund biegen kann. Der ausgehärtete Kleber ist wirklich hart und löst sich dann ab. An den freien Platz habe ich dann den neuen OC geklebt.

Damit habe ich auch wieder den schön gleichmäßigen, runden und hellen Spot bekommen wie mit dem planen OC. Das ist zwar auch fummelig (einen Resonator von Null an zu justieren ist nie einfach), aber es ist am Ende wirklich leichter.
Für ein direktes Foto war der Spot natürlich wieder überbelichtet, aber im Prisma ergab sich eine schöne Gelegenheit:

Prisma_Fluoreszenz.jpg

Da sieht man die Fluoreszenz des Kittes zwischen den Einzelprismen. Zum einen ahnt man die gleichmäßig runde Form des Strahles.
Und man sieht auch, daß die 337nm zwar durch das linke Borglas-Prisma bis zum Kitt kommen, im mittleren Kronglas-Prisma ist dann aber Feierabend für UV. Die Fluoreszenz an der zweiten Kittfläche fehlt folgerichtig auch.
Die kleineren blauen Flecken müssen Spiegelungen der Fluoreszenz sein, visuell sind sie mir nicht aufgefallen.

Mit ein bißchen Argon habe ich dann herumgespielt und versucht, es zum Lasern zu bringen, hab aber auf die Schnelle nichts gefunden.

Die ganzen Versuche mit He-Ar, He-N2 und He-O2 Mischungen, die ich vor ein paar Monaten gemacht habe, sind mit dem instabilen Resonator natürlich umsonst gewesen, die werde ich jetzt wohl wiederholen müssen.

[VDX]

Hi Diane,

auf was für Leistungen kommst du mit UV?

Viktor

[medusa]

Hi Viktor,

das ist bei diesem longitudinalen Aufbau nicht der Rede wert. N2 kann ich mit einer anderen Bore auch transversal pumpen, da sind es dann ein paar Milliwatt bei vielleicht 2Hz. Ich hatte es ein paar Seiten zurück in diesem Thread schon mal gemessen und ausgerechnet, weil Du damals auch schon gefragt hattest, und war auf 200kW-Pulse gekommen. Deine Nitromite kann mehr.
Wie gesagt, longitudinal kommt sicher nicht mal so viel, aber dafür ist der Strahl schön rund und homogen.

Mich interessiert aber auch eher das, was im sichtbaren Teil des Spektrums lasert.