Kupferdampflaser-Konstruktionsdetails

Betrieb, Bau und Modifikation von Gaslasern.

Moderator: mikesupi

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Echo1
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Kupferdampflaser-Konstruktionsdetails

Beitrag von Echo1 » Sa 03 Aug, 2013 3:46 pm

Moin,

kennt hier jemand Konstruktionsdetails von versiegelten Kupferdampf bzw Kupferhalogeniddampf-Laserröhren?

Ich überlege grade warum Kupferhalogeniddesigns immer darauf basieren das man die Brewsterfenster/Spiegel abkühlt; das Kupferholagenid kondensiert dann zwar nicht auf den Brewstern, aber es setzt sich auf den Kühlflächen in der Röhre ab und man muss dann aufwändig neu befüllen mit nem Vakuum/Puffergas/Halogenid-Kreislauf.
Technisch sollte es doch relativ einfach sein die ganze Röhre incl. Brewsterfenster auf die notwendige Dampfdrucktemp. zu erhitzen und dann das Halogenid langsam in der Mitte der Röhre auszukondensieren in das eigentliche Halogenidreservoir (z.B. mittels separat gesteuerter Heizwicklung die langsam die Temp. um das Reservoir absenkt während der Rest der Röhre heiß bleibt).
Ich frage mich auch warum die allgemeinen CVL-Hersteller generell nur Kupferdampfdesigns verwenden und nicht Kupferhalogeniddesigns, trotz der wesentlich höheren notwendigen Temperatur. Rentiert sich der Vorteil der niedrigeren notwendigen Temp. an der Röhre nicht, weil das Netzteildesign immernoch zu teuer ist für Kupferhaolgenidlaser?


Wäre nett wenn hier jemand Infos zu dem Thema hätte.

MfG Echo

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medusa
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Re: Kupferdampflaser-Konstruktionsdetails

Beitrag von medusa » So 04 Aug, 2013 11:23 am

Hi,

Details zu bestimmten Cu-Lasern kenne ich jetzt nicht, aber generell braucht ein Cu-Halogenid Laser eine bestimmte Form der Anregung. Entweder Doppelpulse oder Anregung mit einer bestimmten Pulsfrequenz.
Das Halogenid (meistens wohl CuBr) geht bei niedrigerer Temperatur als Cu in die Dampfphase, bleibt aber ein Molekül. Der erste HV-Puls knackt die Moleküle in Cu und Br, aber dann läuft die Zeit, weil Cu und Br mit einer Halbwertszeit von rund 10 Mikrosekunden rekombinieren. innerhalb der Zeit, in der freier Cu-Dampf existiert, muß der zweite HV-Puls kommen.

Doppelpulser sind nur was für Amateure, weil der erste Puls nicht zum Lasern beiträgt und den Wirkungsgrad verschlechtert. Man kann das umgehen, indem man mit passender Frequenz, rund 10kHz, pulst, aber dabei gehen dann schon ganz nette Leistungen über den Tisch. Solche Netzteile sind relativ komplex.

Reine Cu-Röhren kannst Du pulsen, wie Du willst. Das NT wird also viel einfacher, während die Röhre im wesentlichen gleich aufgebaut ist. Man braucht ja keine exotischen Materialien wie bei anderen Lasern, Al2O3-Keramik ist in der Industrie ziemlich weit verbreitet.

Zur Regeneration von Röhren, ich könnte mir vorstellen, daß sich das nicht lohnt. Ein Austauschrohr aus Keramik mit Cu oder CuBr drin ist relativ billig verzustellen. Rückkondensation der Art, wie Du sie beschrieben hast, würde vermutlich die Versiegelung der Auskoppelfenster zerstören bzw. die Fenster selbst deformieren. Bzw., wenn man sie vorsehen würde, relativ komplizierte und damit teure Versiegelungen notwendig machen.

Bei einer ganzen Reihe von Gaslasern sind auch Einweg-Röhren drin. Die kleinen Argons der LGR78XX-Reihe sind nicht wiederbefüllbar, ebenso wie eine ganze Reihe von anderen Röhren in dieser Liga.
HeCd wird nicht wiederbefüllbar bzw. nicht rekondensierbar.
Einge Röhren die von Zweitfirmen neu gefüllt werden, waren vom Hersteller dafür auch nicht vorgesehen. Das ist immer eine Frage der Kosten bzw. der Gewährleistung, und an Austauschröhren läßt sich vermutlich auch einfach mehr verdienen.

~medusa.
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Re: Kupferdampflaser-Konstruktionsdetails

Beitrag von Echo1 » So 04 Aug, 2013 2:41 pm

Hallo,

die grundsätzliche Theorie der Kupferdampflaser kenne ich bereits, habe mich da entsprechend mit Hilfe von Sams seite und einigen pdfs eingelesen. Der Zeitliche Abstand zwischen Dissoziationsimpuls und Anregungspuls sollte eher bei 150µs und nicht 10µs sein, in einem möglichen Bereich zwischen einigen µs - 200µs etwa.

Aber selbst reine Kupferdampflaser-Röhren wie sie z.B. hier verkauft werden: http://www.yachroma.com/tubs1Eng.htm sind ja dauerhaft versiegelt. Auch hier musses ja so sein das die Brewster nicht kälter sind als die Röhre, da sich sonst Kupfer an den Fenstern niederschlagen würde?

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medusa
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Re: Kupferdampflaser-Konstruktionsdetails

Beitrag von medusa » So 04 Aug, 2013 10:28 pm

Ist ein Tippfehler, ich meinte auch 100usec.

Ein CuBr-Laser steht auch immer noch auf der Liste der Dinge die ich tun möchte. Ich hab dafür eine ganze Reihe der Originalpublikationen gelesen, vor vielen Jahren schon.

Die Kondensation des Dampfes wird wahrscheinlich deshalb nicht erst auf den Fenstern stattfinden, weil der Druck relativ hoch ist (20mBar Neon oder so), und die Diffusionslänge der Dampfmoleküle deswegen relativ kurz. D.h., einmal außerhalb des geheizten Bereiches kondensieren sie relativ schnell an der Rohrwand.
Bei kleinen Amateurlasern ist oft nur ein sehr kurzer Bereich in der Mitte des Ofens aktiv, und der Dampf kondensiert in der Kapillare noch innerhalb des Ofens. Eine auswechselbare Kapillare ist deshalb Pflicht... das weicht jetzt aber von der von Dir gestellten Frage ab.

~medusa.
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