He-Ne ausrichten (HNA 30)

[dexter]

Hallo Leute.

Also ich habe hier einen kleinen HE-NE laser von Zeiss der nicht mehr anschwingt. Bis auf das einer der Resonatorspiegel mal unsachgemäß gereinigt wurde ist alles ok. Der Spiegel ist zum Glück nur am Rand leicht beschädigt. Das sollte nicht das Problem sein. Ich meine mich auch erinnern zu können das der Laser beim ersten testen auch mal ganz kurz angeschwungen ist.

Ich habe jetzt mehrere Stunden im Keller mit justieren verbracht. Ich habe die Resonatorspiegel rausgenommen und einen weiteren HeNe so ausgereichtet das er durch die Röhre durchleuchtet.

Dann habe ich auf der Seite wo der Strahl wieder herausgekommen ist den Resonatorspiegel wieder eingebaut und so ausgerichtet das der Strahl zurück zur Quelle reflektiert wird. Danach habe ich den Spiegel wieder entnommen und den Laser umgedreht und von der anderen Seite das gleiche gemacht.

Ich kriegs einfach nicht hin. Es gibt UNI-Übungen bei denen man Resonatorspiegel und Röhre auf einer Optischen Bank aufstellen und ausrichten muss. Ich frage mich was ich falsch mache. Gibt es da vielleicht noch einen Trick den ich probieren könnte?

Bis dann.
Philipp

[murmeljoe]

Hallo Phillip,

grundsätzlich bist Du schon auf dem richtigen Weg. Vorausgesetzt die Röhre kann noch lasern, gehe ich immer wie folgt vor:
1. Spiegel raus (beide)
2. Zweiten Laser ausrichten (mittig durch Core) / Je größer der Abstand der beiden Laser desto besser (in vernünftigem Rahmen ) / alles fixieren!
3. ersten Spiegel montieren und ausrichten (Justagelaser geht durch Core, wird vom Spiegel reflektiert, geht wieder durch die Core und trifft dann den Austritt des Justagelasers)
4. Nix bewegen!
5. Zweiten Spiegel einbauen
6. Spiegel ausrichten (Justagelaser trifft auf (falsche) Seite des Spiegels, wird direkt reflektiert und trifft dann den Austritt des Justagelasers) / Oft sieht man dann auch die Sekundärreflektionen, die dann aber bei korrekter Einstellung alle in einem Punkt wieder das Austrittsloch treffen
7. Justagelaser aus / Strom an / Laser lasert (immer! Ohne Witz - ich habe es noch nie anders erlebt, wenn noch Leben im Rohr war )
8. Leistungsoptimierung durch Walken und Feinabstimmung

Gruß
Joe

[undineSpektrum]

Hallo,

Eine Alternative für die Ausrichtung der Spiegel Deines He-Ne-Lasers : Sie funktioniert auch ohne Pilotlaser, Du benözigst dafür ein kleines Stück Glas (Objektträger v. Mikroskop o.ä.) und zeichnest Dir mit einem Lineal und einem wasserfesten Stift ein kleines Kreuz auf das Glas ( 1cm - Striche genügen vollkommen ) eventuell brauchst Du noch eine kleine Taschenlampe o.ä.
Zusätzlich ein Stück Pappe oder aber ein getöntes Glas u.ä. ...
Zuerst die Spiegel rausnehmen.
Schritt1: Laserröhre ausrichten :
Justierkreuz fest aber verschiebbar hinter der Röhre zwischen kurz hinter der Stelle anbringen, wo der Spiegel nachher steht und Gasentladung zünden ... auf dem Justierkreuz sollte ein kleiner heller Fleck von der Entladung der Röhre zu sehen sein... bei seitlicher Betrachtung. Mit der Taschenlampe ( oder dem Pilotlaser ) durch das Rohr leuchten und so die Mitte feststellen und auf den Schnittpunkt beider Linien das Kreuzes ausrichten. - Befindet sich der Lichtfleck in der Mitte ist die Röhre richtig ausgerichtet.

Schritt2 : Justierlaser / Lampe aus (!) Und von der Rückseite her auf das Justierkreuz schauen... Und dann den Laserspiegel in die Halterung stellen und das Justierkreuz falls nötig mit der Taschenlampe seitlich beleuchten ... Spiegelbild auf der Rückseite des Laserspiegels so lange durch Bewegen des Spiegels verschieben bis die Kreuzungsstelle beider Linien zusammenfällt mit der Kreuzungsstelle der Linien des Spiegelbildes auf der Rückseite des Laserspiegels UND der als heller Punkt /Lichtfleck erscheinenden, leuchtenden Kapillare des Laserrohres... ist das der Fall ist der Spiegel fertig ausgerichtet.

Schritt 3 : Justierkreuz kurz hinter die Stelle aufstellen wo der andere Laserspiegel hinkommt und ebenso verfahren... Wichtig : zufälliges "Lasern" der Augensicherheit wegen durch ein Stück Pappe oder eine Filterkappe / ein dunkles Glas mit Strahlengang zwischen Rohr und hinterem, schon justiertem Spiegel verhindern... Wenn sich die Mitte des Justierkreuzes mit seinem Spiegelbild und der leuchtenden Röhre decken, ist der Spiegel richtig justiert... fertig...
Mit dem Gesicht aus den Strahlengang gehen... Pappe raus ... Auf der Wand gegenüber entsteht ein hellroter Lichtpunkt - Laser läuft! ( Wenn die Röhre noch o.k. ist und der Röhrenstrom für eine Inversion ausreicht und die Resonatoranordnung stabil ist...
letztes ist ein häufiger Fehler, wenn die Spiegel verschiebbar angebracht sind ... oder die Spiegel später ausgetauscht wurden ...
Dann beginnt die Feinjustage / Modenselektion etc. ... wenn nötig und von Dir gewollt.
Die Methode entspricht murmeljoes Anleitung, sie geht aber auch ohne Pilotlaser / die "Spiegelbilder" des Justierkreuzes entsprechen bei der Spiegeleinstellung dem Spot des Justierlasers in murmeljoes Anleitung ... und ist ebenso sicher, wenn die Bedingungen fürs Lasern erfüllt sind.

Ob die Methode für den Zeiss HNA 30 machbar ist weiß ich nicht (sollte eigentlich gehen!), sie wurde 1966 von Spindler & Hoyer ( Firma existiert nicht mehr ! ) für einen 5mW - He-Ne- Ausbildungslaser mit verschiebbaren Spiegeln auf einer Stahlschiene angegeben... die Spiegel waren normale Metallspiegel auf Glassubstrat.

Wichtiger Hinweis : Prüfe, ob die Resonatoranordnung stabil ist und ob irgendwo optische Verluste auftreten können ... wird manchmal als Fehlerquelle übersehen...

Zu Justierlasern: Meiner Meinung nach ist es günstiger, wenn diese auf einer anderen Wellenlänge abstrahlen als das Licht des zu justierenden Lasers... dann werden die Beschichtungen der heute dielektrischen Spiegel für die Justage durchdrungen... und die genaue Einstellung des Resonators nach murmeljoes Anleitung funktioniert besser... viele He-Ne-Laser werden derzeit mit grünen Diodenlasern geringer Leistung (1mW) ausgerichtet.(Phywe GmbH und andere) Achtung : Keine Werbung für die Hersteller nur ein Beispiel zum nachschauen...!

Grüße an alle,

Undine

[dexter]

Hallo Joe und Undine.

@undineSpektrum: Vielen Dank für deine Idee, allerdings geht das bei dem HNA 30 leider nicht. Die Spiegelhalter sind gekapselt. Da kommt man leider überhaupt nicht drang.

@murmeljoe: Danke für deine Tips. Ich habe es mal probiert. Leider hat es auch diesmal nicht geklappt. Ich habe auch noch ziemliche Probleme mit dem Streulicht da mein Justierlaser geringfügig dicker ist als der HNA30. Außerdem ist der Punkt der aus dem Spiegel reflektiert wird leicht vergrößert, so als ob der Spiegel an der Oberfläche eine leichte Krümmung hätte.

Die Entladung in der Röhre sieht jedenfalls erstmal gut aus, kann aber schon sein das die Röhre vielleicht doch am Ende ist. Der Laser ist bestimmt an die 30 Jahre alt. Ich werde mal schauen ob ich einen anderen Laser zum justieren auftreiben kann. Ich hab zwar ne Menge Diodenlaser in der Grabbelkiste, aber die kann man vom Strahlprofil her wohl vergessen.

Nächstes Wochenende teste ich es noch mal. Wenns dann nicht klappt kann sich gerne jemand anders an dem Laser versuchen.

Bis dann.
Philipp

[undineSpektrum]

Hallo Phillip,

schade das der Laser nicht angeht...
Das der Fleck des Justierlasers nach der Reflexion an dem Laserspiegel größer ist ist aber eigentlich normal... der Resonator wird ja nicht von Planspiegeln begrenzt... jedenfalls nicht beim He-Ne-Laser ( oder zumindest äußerst selten ) ...

Vorweg : Ich kenne den HNA 30 leider nicht genauer und weiß auch nicht ob an speziell Deinem Laser seit 1983 baulich etwas verändert wurde... Spiegel ausgetauscht etc...

Nochmal mein Tipp zur Fehlersuche : Bei He-Ne-Lasern sind häufige Justagefehler beim Resonator, daß 1.) der Bereich stabiler Resonatoren überschritten oder nicht eingehalten ist und 2.) irgendwo Verluste auftreten... viele He-Ne-Laser haben einen ebenen Auskoppelspiegel und einen
Hohlspiegel als Resonator auf der anderen Seite ... der Krümmungsradius dieses Spiegels sollte auf jeden Fall größer sein als der Abstand der beiden Spiegel, sonst kann der He-Ne-Laser nicht angehen - auch wenn die Röhre und die Spiegeloberflächen in Ordnung ist und die Spiegel - egal mit welcher Methode - exakt ausgerichtet sind - der Resonator ist dann instabil.

Auch innerhalb des stabilen Bereiches fällt die Laserleistung aber auch schon vor diesem Punkt sehr schnell ab... manchmal entsteht schon vorher ein leichtes Flackern des roten Laserlichtes und oder der Strahl verlischt vollkommen.
Staubkörnchen auf den Austrittsfenstern und den Spiegeln oder eine Beschädigung der Spiegeloberfläche(n) bewirkt da das übrige...
Ältere Laserröhren haben das Problem, daß das Pumpgas Helium manchmal im Laufe der Zeit ( auch ohne Betrieb ) im Laufe der Jahre langsam aus der Röhre austritt und das Neons dann nicht mehr "invertiert" werden kann... die Laserschwelle wird dann in der Gasentladung nicht mehr erreicht...

Da Du allerdings schreibst die Spiegel seien unsachgemäß gereinigt worden vermute ich mal sowas als Ursache für Verluste (kaputte oder schmutzige Beschichtung ) und das hebt die Laserschwelle des Gerätes beträchtlich an... sind denn die Spiegel dieses Lasers beweglich, d.h. die Resonatorlänge ( Spiegelabstand ) variierbar?
Wenn ja, überprüfe mal die Stabilität der Spiegelanordnung - ist der Abstand der Spiegel kleiner als der Spiegelradius des Hohlspiegels - mal so als Anhaltspunkt ... ?
Betrachte mal vorsichtig die Spiegeloberflächen ... sind die irgendwie verfärbt oder "blind" besonders im mittleren Bereich ( am besten mit Lupe schauen ... )
Neu sind mir "gekapselte Spiegel" .... was meinst Du damit ? Da kannst Du ja eigentlich gar nichts justieren ... vielleicht ist ein Bild vom Gerät / Spiegel hilfreich....

Grüße und viel Erfolg bei weiteren Justageversuchen,

Undine