Самодельная лазерная установка на парах меди “Lightsaber” – часть 3, заключительная
Я решил составить краткую шуточную инструкцию для начинающих некромантов, которые захотят поднимать из мертвых лазеры на парах меди. Виктор Франкенштейн «вдыхал жизнь» в мертвецов, а мы проделаем то же самое с мертвой лазерной трубкой.
Итак, Вам понадобится следующая утварь:
- Неповрежденное тело скоропостижно скончавшегося. Поврежденные, фрагментированные, деформированные тела не подходят.
- Высоковольтный источник питания с необходимыми выходными параметрами.
- Вакуумный насос (достаточно любого роторного двухступенчатого).
- Сосуд со сжатым духом для нашего клиента. Где брать — спрашивайте у торговцев мертвыми душами. Не любой «дух» подходит, остерегайтесь контрафакта.
- Любое зеркало и любой кусок любого прозрачного стекла.
- Шланги, измеритель давления, самая тонкая медицинская игла для дозировки.
Проведение ритуала: уложите неповрежденный труп на жесткую диэлектрическую и огнеупорную поверхность. Срежьте стеклянные «бородавки» на теле, в левой и правой части и приварите на их место штуцеры из такого же сорта стекла для полной приживаемости. Соедините левый штуцер с насосом, правый — с источником «духа», который непосвященные неоном называют. Подключите кабель от высоковольтного источника к металлическим конечностям на теле. Выкачайте весь воздух из тела вакуумным насосом и впустите ровно столько неона, чтобы давление было в пределах 100 мм рт. ст. Начинайте гальванизировать труп напряжением примерно в 25–30% от номинального, должно наблюдаться яркое красно-оранжевое свечение. Выждите время в 5–10 минут. Продолжайте гальванизацию полным напряжением в течении получаса, пока внутренности тела не раскалятся дожелта, а свечение не приобретет оттенок гнилого болота. В скорости после этого труп должен проявить признаки жизни в виде излучаемого им сравнительно яркого и направленного зеленого свечения в виде 2 пучков. Расположите зеркало и кусок стекла в голове и ногах так, чтобы они были параллельны и создавали в себе бесконечное количество отражений нашего клиента. В этом случае подопытный должен излучать очень яркий и разрушительный свет в виде узкого параллельного пучка с такими же показателями как и у вполне живого и на 100% здорового лазера на парах меди. Тем не менее, живым он в полной мере не является, так как нуждается в аппаратуре, отключение от которой убьет его снова, до следующего раза.
Дополнительную информацию не вошедшую в данную инструкцию ищите в «Книге мертвых», «Некрономиконе» в списке литературы.
Черт знает, были ли лазеры с вакуумными насосами у Виктора Франкенштейна, но источник питания у него был точно.
А теперь серьёзно.
Да, я давно тут ничего не писал. За это время я успел проделать много экспериментов, попутно удалось улучшить условия для работы, обзавестись новым оборудованием. Основная «домашняя лаборатория» переместилась в сухой и хорошо защищенный подвал дома.
В ней удалось разместить небольшой вакуумный пост с форвакуумным и диффузионным насосом.
Рядом расположился набор баллонов с основными газами, которые нужны для лазеров — это гелий, аргон ОСЧ 6.0 и ещё неон ОСЧ 5.0.
Таким образом, появилась возможность откачивать и заново заправлять АЭ газовых лазеров. В первой и второй частях я упоминал, что активный элемент лазера типа УЛ-102, который послужил основой для данного проекта внезапно натек и стал более непригодным к использованию. В результате пришлось искать и приобретать новый АЭ, который и работает безотказно в данном лазере до сих пор. Тем не менее, неисправный АЭ не остался бесполезным. Потренироваться решил именно на нём.
Для начала пришлось в стеклодувной мастерской аккуратно вскрыть штенгели на стеклянных колбах лазерной трубки и напаять на них штуцеры чтобы можно было присоединять к ним шланги. На этом стеклодувные операции были закончены.
Тогда я смог подключить к одному штуцеру вакуумный насос 3НВР1Д, а ко второму шланг для напуска газа в лазер. Внутрь шланга вставлена инсулиновая игла, которая выполняет функцию натекателя для точной дозировки газа. Другим шлангом она соединяется уже непосредственно с редуктором на баллоне. Между лазерной трубкой и насосом включена обычная склянка Дрекселя для улавливания выброшенного масла из насоса, если он внезапно остановится и точный вакуумметр с ценой деления порядка 2 мм рт. ст. Питание же к лазеру подключается как обычно — параллельно электродам включен обостряющий конденсатор из двух к15у-1 по 470 пФ 15 кВ и коаксиальный кабель соединяющий трубку с источником питания. Источник питания подробно описан в предыдущих частях.
Первоначально была идея заменить в лазере рабочий газ — использовать аргон вместо неона, поскольку согласно литературе лазер сохраняет работоспособоность с аргоном и при этом сильно удешевляется первичная тренировка трубки, направленная на удаление всех нежелательных примесей из активной зоны попавших туда с воздухом. Но это не сработало. Разряд поджигался со значительным перенапряжением в момент поджига, поскольку у аргона более высокий потенциал ионизации в отличии от неона и сильно нарушалось согласование лазерной трубки с источником. Кроме того, разряд имел тенденцию к сильному сжатию в тонкий шнур и последующему нестабильному горению, вплоть до зажигания не с рабочих электродов, а с окружающих металлических частей и дальнейшему срыву. Итог был один — отключение источника по защите от КЗ, поскольку тиратрон в силовой части терял управляемость, или загоралась дуга в самом источнике. Жертвами этого эксперимента стали 2 вентилятора в силовом блоке, схема РЗА и автотрансформатор в блоке ИВН. Достичь рабочего теплового режима лазерной трубки так и не вышло. Варьирование давления аргона, частоты повторения импульсов, напряжения результатов не давало — работа оставалось нестабильной. Пришлось отказаться от дальнейшей работы с аргоном в этой трубке.
После устранения всех неисправностей трубка была заполнена неоном с давлением порядка 150 мм рт. ст. С неоном разряд горел стабильно, источник больше не отключался. По началу был установлен медленный проток неона, чтобы удалить примеси, затем насос был остановлен, а подача неона в трубку перекрыта. В краткосрочной перспективе натекания газа не наблюдалось и работа была продолжена в газостатическом режиме.
Давление сохранялось приблизительно постоянным, и к концу нагрева увеличилось до 160 мм рт. ст.
Лазерная трубка гладко догрелась до рабочей температуры и дала излучение в режиме сверхсветимости, поскольку усиление у паров меди огромное. Слабое излучение меня не устраивало, тогда с одной стороны я установил обычное бытовой зеркало с «внутренним» отражающим слоем и кусок оконного стекла с другой, так чтобы они были максимально параллельны и отражали излучение туда-сюда внутри лазерной трубки. Требования к точности юстировки такого «резонатора» настолько низкие, что можно обойтись без специальных приспособлений для позиционирования «зеркал». Это сразу дало прибавку мощности, навскидку ватт до двух.
Начало генерации.
Луч с одним зеркалом.
С двумя зеркалами.
Получив стабильное излучение, я решил поэкспериментировать с подбором давления неона, так как оно довольно сильно влияет на выходную мощность. Включил снова насос, со снижением давления мощность выхода стала монотонно увеличиваться. После откачки примерно до 10 мм рт. ст. впустил в трубку новую порцию чистого неона — мощность ещё прибавилась. Это говорило о том, что «отработанный» газ был достаточно грязный, чтобы снижать мощность. Довел давление до 200 мм рт. ст. и снова откачал и снова напустил новую порцию, «промыв» трубку. К этому моменту мощность с резонатором была неотличима от мощности собранного лазера с этим же активным элементом. Таким образом, операция с кодовым названием «восстание из мертвых» прошла успешно.
В излучении присутствуют 2 линии — зеленая и жёлтая.
Оставалось только узнать величину долговременного натекания трубки. Шланг откачки пережал зажимом и также пережал шланг напуска газа, сделав трубку снова «отпаянной». За 10 дней она натекла примерно на 20 мм рт. ст., что давало скорость натекания 2 мм рт.ст. в сутки. А это уже вполне согласуется с той величиной, на которую она натекла за 2 месяца лежания. Возможно, действительно, проблема в браке, который был допущен при производстве, а может, течет через неплотности моей вакуумной системы. После этого оставалось провести ещё один эксперимент. Согласно литературе лазеры на парах меди сохраняют работоспособность при давлении неона равном… 760 мм рт.ст., т.е. атмосферному. В таком случае лазерная трубка вообще перестает быть вакуумным прибором, а значит, натекание в такую трубку через малые неплотности будет пренебрежимо мало, да и неон, будучи тяжелым и плотным газом (по сравнению с воздухом) не так охотно будет улетучиваться. Но и тут произошел фейл — у источника питания не хватило напряжения для сквозного пробоя разрядного канала. Наблюдался только очень яркий и интенсивный, но коронный разряд на электродах. Скорее всего, утверждение относительно работы при атмосферном давлении справедливо только для малогабаритных АЭ серии «Кулон».
Использованная литература:
- Григорьянц А. Г., Казарян М. А., Лябин Н.А. Лазеры на парах меди: конструкция характеристики и применения. Физматлит, 2005
- Батенин В.М., Бохан П.А., Бучанов В.В., Евтушенко Г.С., Казарян М.А., Карпухин В.Т., Климовский И.И., Маликов М.М. Лазеры на самоограниченных переходах металлов. Физматлит, 2011
- Лябин Н.А. Создание современных промышленных лазеров и лазерных систем на парах меди для прецизионной обработки материалов. Диссертация на соискние ученой степени доктора технических наук, Москва, 2014
