4.x.x.x Гелий-неоновый лазер.


    4.x.x.x Классический, Гелий-неоновый лазер. Что в середине?


Лазер. Как много в этом слове ... знакомого и непонятного, одновременно. Последнее легко поправить.


 

  Газовый Гелий-неоновый лазер, на фотографии выше. На вид, это алюминиевая трубка диаметром 45 мм. и длинной 270 мм. То, как она выглядит спереди и сзади Вы можете видеть на следующем фото.



  Выходное отверстие перекрывается (если нужно) шторкой. Пояснительные надписи - рядом. Из задней крышки выходят только два провода. Они оторваны, но остатки можно видеть на фото.  Для работы лазера на них необходимо напряжение от 1600 до 1800 Вольт, с током от 6,5 до 8 мА.

  Разборка такого лазера, на первый взгляд, очень простое занятие. Для снятия передней и задней крышки достаточно открутить 8-мь винтов. На передней крышке хорошо  видна шторка. Между проводами входящими в заднюю крышку и телом лазерной головки наблюдается резистор, предположительно 10000 Ом. Но на этом "простота" заканчивается.



  Спереди, вокруг выходного зеркала лазера, наблюдается сплошная силиконовая заливка. Сзади, как будто, ничего нет, но вынуть внутренности не представляется возможным.



  Срезание силикона, ломтиками и по всякому, к положительному результату не привело.  Пришлось воспользоваться самым простым и не самым быстрым методом - разрезать корпус.



  Два продольных разреза, нагрев до температуры кипения воды, и немного удачи позволили отделить одну из половинок корпруса. Первое, что я увидел разняв корпус - на следующем фото.



  Действительно, колба Гелий-неонового лазера намертво вклеена в алюминиевый корпус. Другого способа разобрать (кроме, как разрезать корпус) не существует.

  Еще немного времени и удачи позволили отделить оставшуюся половинку корпуса.



  На фотографии Гелий-неоновый лазер, в полной своей красе. Немного черного силикона, который мы уберем позже. Теперь мы можем наблюдать наклейку, которая точно говорит о том, с чем мы имеем дело.

  Серийный номер и номера патентов интереса не представляют. Но приятно то, что данный лазер сделан не в Китае...

  В общем, наклейка говорит, что мы имеем дело с газовым лазером, который не предназначен для работы отдельно. Он должен быть смонтирован в дополнительном корпусе, в соответствии с инструкциями производителя.

  Не думаю, что эти инструкции очень сложные. Лазер не имеет построечных
элементов. В то же время, ось лазера (лазерного луча) должна, по возможности точно совпадать с продольной осью корпуса. Такое совмещение можно сделать только при сборке. Для этого, в корпусе, предусмотрены 8-мь резьбовых отверстий для установки технологических центрующих винтов. После центровки, спереди и через 4-ре дополнительных отверстия, заливается силиконовая композиция, которая фиксирует лазер в корпусе.
 
  После очистки силикона, можно видеть что из себя представляет лазер. Большой стеклянный  баллон представляет из себя импульсную газоразрядную лампу, мало чем отличающуюся от лампы вспышки обычного фотоаппарата. В середине находится капилляр с газом, в котором и рождается "лазерное" излучение.



  Кроме балластного резистора, который мы могли видеть на предыдущих фотографиях, под силиконом оказался еще один резистор экзотической формы. Его сопротивление 80 кОм. Как видно, он подключен между общим проводом и передним электродом лампы. Оба резистора предназначены только для ограничения тока через лампу. В момент поджига, газоразрядная лампа имеет почти нулевое сопротивление, что очень неприятно при напряжении полтора киловольта.

  Наличие импульсной лампы и рабочего тела не делает это устройство лазером. Скорее это была бы лампа, по принципу очень напоминающая обычную люминесцентную лампу. Непременным условием получения лазерного (когерентного) излучения является наличие двух зеркал, переднего и заднего.



  Переднее зеркало, через которое выходит лазерный луч бывает полупрозрачное и с прозрачным отверстием. В данном случае это полупрозрачное зеркало.



  С задними зеркалами такого выбора нет. Они могут быть только зеркалами, максимально отражающими длину волны, на которой работает лазер. На остальных длиннах волн они могут быть прозрачными.

  Принцип получения лазерного излучения заключается в следующем. Импульс света в газоразрядной лампе, рождает вторичный импульс в активном веществе. Последний, многократно отражаясь от зеркал - усиливается и выходит через переднее зеркало. Таким образом, переднее и заднее зеркала должны быть паралельными и возвращать световой импульс точно в рабочее тело лазера.

  Второе, непременное условие, вытекает когенентности лазерного излучения. То есть в каждой точке пространства лазерное излучение будет иметь определенную, неизменную фазу. Этого можно достичь установив зеркала на определенном расстоянии, кратном длине волны лазерного излучения (имеется в виду длина волны излучения в активном веществе лазера).

  Чем это достигается видно на последних фотографиях. Переднее зеркало не регулируемое и приклеено на металлическую площадку. Заднее зеркало спрятано в металлической трубке и после настройки залито компаундом.

  Последние фотографии показывают диаметр капилляра с активным газом. На взгляд он кажется диаметром около двух миллиметров. Сказываются оптические свойства толстой трубки. На самом деле его диаметр чуть больше половины миллиметра (0,6 мм). 



  Диаметр лазерного луча, в точности совпадает с диаметром капилляра с рабочим телом. Для данного лазера этот диаметр составляет 0,6 мм. (цвет - красный). Расхождение луча, на расстоянии 10 метров - меньше, чем у "лазерной указки" (на основе полупроводникового лазера).

  Содержимое лазера, очищенного от всего лишнего - на последней фотографии. Площадь электрода импульсной лампы - очень большая. Что позволяет надеяться на практически неограниченное время службы данного лазера. Конечно, если не пытаться получить больше, чем то, на что она рассчитана (1,8 kV, 8mA).  Напомню, что импульсные лампы не работают на постоянном токе. Предположительно, данный лазер работает с импульсным напряжением, частотой 10 - 20 Гц.




  Лазеры подобного типа являются хорошим источниками лазерного излучения. Стабильность, в данном случае, основана на геометрии и составе рабочего тела.

  Применяются там, где требуется стабильное, монохромное лазерное излучение. В медицине, метрологии, измерениях, калибровке, оптике, голографии ...




  P.S. Интересно, конечно, было бы запустить этот лазер, и посмотреть на какой длине волны работает газоразрядная лампа (лампа "накачки"). Но вполне возможно, что она работает в невидимом спектре (так же, как в обычных люминесцентных лампах). Я, конечно, попробую это сделать, когда в мои руки попадет подходящий преобразователь напряжения.



22.07.2012  SKootS

_

 
 
Make a Free Website with Yola.