Der ALC-60X

Betrieb, Bau und Modifikation von Gaslasern.

Moderator: mikesupi

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Der ALC-60X

Beitrag von ar+ » Mi 09 Nov, 2005 9:28 pm

...jeder kennt ihn und viele Laserristen haben ihn...


Die Rede ist vom bei den Laseristen wohl am weitesten verbreitetem Argon Laser, dem ALC60X.

Doch wie kam es eigentlich dazu, das in den 70er und 80er Jahren so viele 60X gebaut wurden ?

Im Jahr 1970 wurde auf Anregung des Xerox Chefwissenschaftlers Jack Goldman das Xerox Palo Alto Research Center (Xerox PARC) gegründet. Xerox verlor zu dieser Zeit den Patentschutz für die Xerographie und fürchtete, Marktanteile an japanische Kopiererhersteller zu verlieren. Um dem entgegenzuwirken sollte PARC neue Technologien für Xerox entwickeln, damit die Firma auch weiterhin die marktbeherrschende Stellung im Bereich der Bürotechnologie beibehalten konnte.

Auf PARC gehen viele der Errungenschaften moderner Computertechnologie zurück: Hier wurde VLSI perfektioniert, das Ethernet erfunden, mit Superpaint die erste computergestützte Videobearbeitung erfunden, mit Spacewar eines der ersten Computerspiele entwickelt, die Programmiersprache Smalltalk, Vorbild vieler moderner objektorientierter Programmiersprachen entwickelt, das Konzept des Laptops entwickelt und auch die erste graphische Benutzeroberfläche entwickelt und im Xerox Alto Rechner eingesetzt.

Leider war das Xerox-Management so sehr auf "Fotokopierer" fixiert, dass es das Potential der erarbeiteten Entwicklungen nicht erkannte und so wurden fast alle Erfindungen zu einem späterem Zeitpunkt von anderen Firmen erfolgreich auf den Markt gebracht. Eine der wenigen Ausnahmen stellte allerdings ein Projekt dar, an welchem in den Jahren 1969 bis 1976 im PARC geforscht und gearbeitet wurde. Der Laserdrucker !

Die Grundlagenforschung zur Entwicklung des Laserdruckers fand in den Jahre 1969-1971 statt. Die Ingenieure von Xerox, ersetzten dabei den bis dato üblichen Belichtungsapparat der Druckwalze gegen einen Laser, dessen Strahl, über einen Polygonscanner abgelenkt wurde und so die Druckwalze mithilfe eines AOMs Zeilenweise belichtete. Dadurch war es möglich die Druckwalze wesentlich schneller und präziser zu belichten.

Am ersten Juni 1977 brachte Xerox das Ergebnis dieses Projektes auf den Markt, den Xerox 9700. Der Xerox 9700 war der erste kommerzielle Laserdrucker und erreichte bei einer Auflösung von 300 dpi die beachtliche Druckrate von 120! Seiten pro Minute (2 Seiten pro Sek.). Allerdings war nicht nur die Druckrate beachtlich, sondern auch die Größe, der Stromverbrauch und die Anschaffungs und Betriebskosten.

Der Xerox 9700 war lange Zeit das Arbeitspferd großer Büros, doch im laufe der Jahre veraltete der X9700 zusehends.
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Beitrag von ar+ » Mi 09 Nov, 2005 9:29 pm

Die Weiterentwicklung der Laserdrucker schritt immer schneller voran und die neuen Modelle wurden immer kompakter und Preiswerter und der 9700 wurde von neuen Geräten ersetzt. Die 9700er wurden von Xerox zusammen mit anderem Elektronikschrott Containerweise an Surplus-Händler verkauft, welche sich primär für bestimmte Bauteile der 9700er interessierten. Den ALC60X, der verbaut wurde, da es damals noch keine Laser-Dioden gab, die zuverlässig genug waren.

Durch den Einsatz in den Druckern waren die ALC60X Köpfe und die Netzteile stark mit Tonerstaub verdreckt. Die Hitze in den Lasern und Netzteilen ließ den Tonerstaub aufschmelzen und überzog als steinharte Kruste vor allem die Elektronik. Die Köpfe und Netzteile mit Lösungsmittel zu reinigen war eine riesen Sauerei und die Händler hatten damals richtig viel Arbeit damit. Nachdem Xerox gemerkt hatte, wie beliebt die Laser sind, haben sie die selber ausgebaut und separat teurer verkauft.

Aber das war einmal, Die Chance, heute noch einen X9700 direkt von der Quelle zu bekommen, ist gleich Null.

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Beitrag von ar+ » Mi 09 Nov, 2005 9:34 pm

Der ALC60X wurde von der „American Laser Cooperation“ gebaut und ist ein small Frame Laser. Er ist eine kleine Kiste aus goldenem Aluminium mit dicken Endplatten und besitzt im Gegensatz zu anderen kleinen Argon Lasern wie denen von Lasos oder JDS Uniphase externe Resonatoren, die vorne und hinten an justierbaren Resonatorplatten befestigt sind. Diese Resonatorplatten sitzen wie bei grossen Ar+ Lasern auch auf Invarstangen und können durch die 3 Schrauben justiert werden.
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Beitrag von ar+ » Mi 09 Nov, 2005 9:38 pm

>>OC (Output Coupler) Seite:
Auf dem OC befindet sich der Leistungsmesser, in welchem sich ein 45° Strahlteiler befindet, welcher einen geringen Teil des Strahls auf eine Photodiode wirft. Der Leistungsmesser ist mit einem dünnen Kabel, welches neben dem OC in den Laserkopf verläuft an der Lichtreglerkarte, welche auf der OC Seite oberhalb des Brewsterfensters sitzt, verbunden.


>>HR (High Reflector) Seite:
Auf der anderen Seite des ALC-60X, der HR Seite, schaut es genauso aus, nur dass hier der Lichtsensor fehlt.


>>Control Panel und der Anschluss:
Das Control Panel und der Anschluss für das NT befinden sich seitlich am ALC-60X.
An dem runden Stecker wird das Netzteil angeschlossen. Der Stecker ist von Tyco, ein AMP Stecker, mit der Teilenummer 206612-1 (gibt’s z.B. bei Farnell)


Oberhalb des Steckers befinden sich 2 LEDs, eine für „AC Power“, und die andere um Überstrom (over Current) anzuzeigen


Ganz rechts, also an der HR Seite befinden sich zudem 4 Anschlüsse, um Strom und Lichtleistung zu messen. Die Anschlüsse sind Bananenstecker, an welchen mit einem Multimeter die Spannung gemessen werden kann.

Dabei gilt :

- 0,2 Volt / mW
- 0,2 Volt / A Röhrenstrom


>>Lüfterkabel:
Neben dem Control Panel kommt ein weißes Kabel aus dem Kopf, an selbigem wird der Lüfter Angeschlossen. Der Stecker ist hier ein normaler 5/1/4 Stecker, wie man ihn aus dem PC kennt, die inneren beiden Kontakte sind für den Lüfter, die äusseren beiden dienen als Interlock, und müssen um den ALC an einem Original NT zu betreiben gebrückt werden.
Beim Brücken ist Vorsicht geboten, durch falsches Anschließen kann man das NT beschädigen !


>>Betriebsstundenzähler:
Oben auf dem Kopf befindet sich eingelassen in die Abdeckung der Betriebsstundenzähler.
Viele Freaks haben diesen wie die Lichtregelkarte abgeklemmt oder gleich ganz rausgeschmissen. Der Betriebsstundenzähler läuft mit 15 V DC und kann ohne Problem bei der Konstruktion eines Eigenbau NTs berücksichtigt und weiterbetrieben werden.


>>Lüfterschacht und Lüfter:
Oben auf der Abdeckung des ALC-60X befindet sich der Lüfterschacht. Durch ihn wird wird durch die Lamellenkühlerringe der Tube die warme Abluft abgesaugt und die Tube gekühlt. Der Originallüfter ist der sog. Tarzan Lüfter, welcher nicht direkt auf dem ALC montiert war, sondern die Luft durch einen Blechtunnel absaugt. Nahezu alle Laseristen verwenden allerdings andere Lüfter, da der Tarzan sehr laut und sperrig ist. Der Tarzanlüfter hat einen Luftdurchsatz von 320 cfm, also gut 530 m³/h, was bei einem Umbau auf jeden Fall beachtet werden sollte !


>>ALC-60X Farblinien:
Der ALC-60X macht mit den Standard Multiline Optiken maximal 9 Sichtbare Farb Linien (Abhängig vom Gaszustand und der justierung)

454.6 nm Lila
457.9 nm Tiefblau
465.8 nm Tiefblau
476.5 nm Blau
488.0 nm helles Blau
496.5 nm Cyanblau
501.7 nm Dunkelgrün
514.5 nm Grün
528.7 nm Hellgrün (ähnlich DPSS)


>>ALC-60X Gaszustand:
Den Gaszustand des ALC60 kann man anhand der Röhrenspannung beurteilen, diese wird bei rund 10 Ampere Röhrenstrom am besten direkt über der Röhre gemessen .
Spannung:

> 109 Volt : Röhre ist im Überdruck (Überdruck kann durch laufen lassen bei hohen Strömen "runtergebrannt“ werden !)

107 - 109 Volt : Optimalwert, Gas ist in gutem Zustand

107 - 100 Volt : die Röhre ist im Unterdruck und stirbt langsam (braucht nen refill)

< 99 Volt : Röhre ist so gut wie tot
Zuletzt geändert von ar+ am Mi 09 Nov, 2005 10:00 pm, insgesamt 1-mal geändert.

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Beitrag von ar+ » Mi 09 Nov, 2005 9:53 pm

>>Anschlussbelegung des ALC-60X Kopfes:

Pin Beschreibung

1 Kathodenheizung 1
2 Kopf Interlock
3 Erdung
4 230 VAC zum Lüfter
5 Kopf Interlock
6 Anode
7 Igniter enable
8 Licht sensor Feedback
9 Low end of 10K head pot (see note 4)
10 High end of 10K head pot
11 Boostspannung (+250 bis +350 VDC)
12 Strom Sensor out
13 +15 VDC für die Lichtsensorkarte im Kopf
14 -15 VDC für die Lichtsensorkarte im Kopf
15 Wiper of 10K head pot
16 115 VAC für den Lüfter
17 Boostspannung über 100K Wiederstand
18 Thermo Schutz / Lüfter interlock (see note 1)
19 Licht Sensor Feedback
20 115 VAC für den Lüfter
21 Thermo-Schutz / Lüfter Interlock
22 Kathodenheizung 1
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Beitrag von gento » Do 10 Nov, 2005 1:30 am

Netter Text ....
Dein Foto des Kopfes ist ein seltenes Unikum .
Dort ist eine Spectra Röhre drin verbaut wo die Spiegel nicht justierbar sind und fest an der Röhre hängen.

Ich hatte mal 3 davon von einigen zig meiner.

Gento
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Beitrag von ar+ » Do 10 Nov, 2005 9:02 am

Danke Gento :wink:
Dein Foto des Kopfes ist ein seltenes Unikum .
Dort ist eine Spectra Röhre drin verbaut wo die Spiegel nicht justierbar sind und fest an der Röhre hängen.
Der Kopf selber ist noch recht neu, die Original-Tube habe Ich kürzlich gegen die, die auf den Bildern zu sehen ist ausgetauscht [ist ne refill Tube].
Der massive Kühlkörper sieht tatsächlich stark nach einer Spectra-Physics aus, die Tube scheint aber eine recht alte ALC-60 Röhre zu sein. Sie hat externe Resonatoren und vom Aufbau ist sie bis auf den Alu-Kühlkörper fast Identisch mit den neueren Tubes. Die Brewster und Abmaße der Tube sind gleich.

Meines Wissensstandes nach gab es für den ALC-60 3 verschiedene Röhrentypen, die sich bis auf den Füllstutzen und den mittleren Kühlkörper nicht wesentlich unterschieden. Brewster und alles andere ist identisch.

Typ 1. Füllstutzen ist auf der Anodenseite, der mittlere Kühlkörper ist wie bei den SP161 auch ein Massiver Alukühlkörper

Typ 2. Füllstutzen ist auf der Anodenseite, der mittlere Kühlkörper besteht aus 2 Lamellenkühlringen, die rings um die Röhre sitzen.

Typ 3. Füllstutzen ist auf der Kathodenseite, der mittlere Kühlkörper besteht aus 2 Lamellenkühlringen, die rings um die Röhre sitzen.

...und dann noch die Köpfe mit den Spectra-Physics Röhren(warum auch immer). Was hatten die eigentlich für Röhren drinne? Sehn so aus wie die aus dem SP161, auf jeden Fall haben die sehr wenig Leistung

Gruss

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Beitrag von ar+ » Di 29 Nov, 2005 11:41 am

So, hier noch eine kleine Anleitung zum Resonatoren justieren am ALC-60X (dürfte bei andere Ar+ Tubes und HeNes mit externen Resos aber auch gehen)

>>Einige von euch kennen das Problem wahrscheinlich, nach Röhrenwechseln oder anderen Umbaumaßnahmen sind die Resonatoren total dejustiert. Die einfachste Methode um wieder einen Strahl zu bekommen ist meines Erachtens das justieren unter Zuhilfenahme eines weiteren Lasers, entweder eines HeNes, oder eines Diodenlasers.
Zum justieren verwendete ich gerne meine >100mW Eigenbau Diode. Dabei wird der ALC auf der Werkbank platziert und vorsichtig mit 2 Schraubzwingen festgeklemmte.

Dann werden sowohl der OC als auch den HR rausgeschraubt . Der Hilfslaser sollte möglichst weit von der ALC Tube entfernt platzierte sein, denn je größer die Distanz zwischen Hilfslaser und Resonatoren, desto genauer kann man selbige einstellen. Ich arbeite meist mit einer Distanz von ca. 2,5 Meter zwischen Diode und dem ALC und justierte ihn so,
dass er von der OC Seite aus genau durch die ALC Tube strahlt. Dazu ist es hilfreich hinter dem ALC ein weißes Blatt Papier zu platzieren. Der Punkt des Hilfslasers sollte da drauf sauber und ohne kreisförmige Schlieren zu sehen sein, da selbige durch anecken des Strahles in der ALC Tube entstehen.
Wenn man das geschafft hat kann man vorsichtig (ALC nicht verrücken) den HR wieder einbauen und festschrauben.
Nun muss der HR so justiert, dass der Strahl der Diode von dem HR wieder, durch die Tube zurück, genau in die Diode reflektiert wird. Wenn man das geschafft hat ist der HR halbwegs genau ausgerichtet. Nun wird der OC wieder eingebaut und festgeschraubt. Um den OC zu justieren wird der ALC nicht gedreht, sondern es wird der Strahl verwendet, der an der Außenseite reflektiert wird. Vorgehensweise hier also genau wie beim HR, also der reflektierte Strahl muss direkt in den Diodenlaser zurück.

Nun kann man den ALC wieder mit Gehäusedeckel bestücken, anschließen und einschalten und wenn man sauber gearbeitet hat gibt’s bereits einen Beam und man kann Feinjustieren. Wenn nicht sollte man die Stellung der Justageschrauben markieren und durch geringes rumdrehen an den 4 Justageschrauben den Beam suchen, nah dran ist man auf jeden Fall :wink: .
Zuletzt geändert von ar+ am Mi 19 Jul, 2006 3:06 pm, insgesamt 2-mal geändert.

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Beitrag von mr. burns » Fr 02 Dez, 2005 9:58 am

Sensationellllll

http://www.digibarn.com/collections/pri ... ories.html

Das waren noch Zeiten, wo Laserdrucker Preise wie Einfamilienhäuser hatten.

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Beitrag von ar+ » Fr 02 Dez, 2005 3:33 pm

Jop, auf die Page bin Ich bei meiner Recherche bezüglich des Xerox 9700 auch gestoßen, es gibt aber noch eine andere mit einigen interessanten technischen Details
>> http://everything2.com/index.pl?node_id=1766666

Der X9700 hatte damals einen Neupreis von umgerechnet einer halben Million US $ (Installationskosten etc. nicht mit eingerechnet) :) .


Gruss benny

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Beitrag von turntabledj » Fr 02 Dez, 2005 4:16 pm

Sehr schöner Artikel @ Benny ! 8)

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Beitrag von ar+ » Do 22 Dez, 2005 11:56 am

>>Inbetriebnahme und Abschalten:

Vor dem Zünden ist es sinnvoll ca. 2Minuten bei angelegter Röhrenspannung vorzuglühen, danach bei niedrigem Röhrenstrom (4 Ampere) zünden. [Die normalen Netzteile Zünden nach dem Heizen selbstständig] Danach einige Minuten bei niedrigem Strom warm laufen lassen und dann erst den Strom anheben.
Zudem sollte man kurze Betriebszeiten vermeiden, da die Röhre durch schnelles Aufwärmen und Abkühlen schaden nehmen kann.

Nachkühlen nach dem Abschalten ist Pflicht und immer ratsam, da sich sonst eventuell die Tube verziehen kann. Haarrisse im Kolben nicht ausgeschlossen.
Ohne Lüfter sollte man einen Argon selbst bei geringsten Strom niemals laufen lassen nach kurzer Zeit würde sich eh der Thermoschalter melden.


>>Lebensdauer:

Die Lebensdauer einer 60X Tube ist stark vom Röhrenstrom abhängig, so ist die zu erwartende Lebensdauer bei Betrieb mit moderaten 4 Ampere ca. 10 mal so hoch, wie bei einen hohen Strom von 10 A. Je höher man also mit dem Strom geht desto schneller ist das Gas verbraucht, bei Strömen jenseits der 8 A nimmt die Lebensdauer teils rapide ab.



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Gruss
Benny

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