Самодельная лазерная установка «Lightsaber»: как это было. Часть 2

    Дисклеймер: этот проект был осуществлен из-за моей большой любви к искусству получения лазерного излучения, во многом ради процесса его реализации, посему попрошу не задавать вопрос «зачем это надо» в комментариях. Представленная ниже информация носит ознакомительный характер, автор не несет ответственности за последствия попыток повторения описанного

    Краткое содержание первой части:

    • Был построен макет источника питания для лазера на парах меди УЛ-102
    • Методом проб и ошибок найдены условия, при котором можно было получить генерацию излучения
    • Получена ощутимая мощность излучения, порядка 1 Вт
    • Собран окончательный вариант излучателя
    • Затем последовала странная череда отказов, поставившая проект под угрозу закрытия.

    image

    Что же происходило дальше? Смотрите под катом.

    Приостановка проекта произошла из-за натекания активного элемента УЛ-102. Активный элемент был положен на хранение в рабочем состоянии, после 2 месяцев обнаружен натекшим. Судя по установившемуся давлению газа в нем – натекание было очень медленным, так как в нем все ещё можно было поджечь стримерный разряд характерного вида, но вдоль разрядного канала он уже не зажигался. Попытка найти течь успехом не увенчалась. И все это при том, что уже был собран каркас под именно этот тип активного элемента, и установка другого типа туда невозможна.

    Так выглядели разряды в АЭ после его натекания.

    image

    Выбора не оставалось как искать новый УЛ-102. Пришлось мобилизовать все свои связи в различных НИИ и лазерных лабораториях в разных городах, но это таки дало свой результат – был получен новый активный элемент, также новый, в заводском ящике. При этом он был более свежего года выпуска.

    Распаковка нового АЭ:

    image

    За время поиска нового АЭ я успел познакомиться с хорошим специалистом по источникам питания ЛПМ, который указал на ряд моих ошибок. Новый АЭ был немедленно вмонтирован в готовый излучатель и эксперименты были продолжены. Была возвращена снова «схема прямого возбуждения» как наиболее простая, но с небольшими модификациями сеточной цепи тиратрона, которая позволила повысить стабильность её работы до уровня генератора Блюмляйна, но все ещё недостаточно. И вновь былинный отказ – во время длительной работы на номинальной мощности сгорела вторичная обмотка одного из силовых трансформаторов ИВН, что сопровождалось выделением колоссальной тучи жёлтого едкого дыма. В качестве временного решения эти трансформаторы были заменены на высоковольтные трансформаторы из советских микроволновок (тоже наследие моего тесластроительства).

    «Временное решение трансформаторного вопроса». Платой за это стало снижение достижимого анодного напряжения.

    image

    Сгоревший трансформатор был разобран с целью сохранения его железа для намотки нового. На этой фотографии наглядно видна причина перегрева – хорошая теплоизоляция обмотки. Стоило чуть превысить токоотбор (который для советских трансформаторов можно превышать на 20-30%), как обмотка легко перегрелась. Никогда ещё не встречал, чтобы весь остаток окна в железе (без малого по 1 см с каждой стороны и по 5 мм с боков) заполнялся эпоксидкой…

    image

    image

    image

    image

    Оставалась одна проблема с источником питания, которую не удалось на этот момент побороть, а именно – плохая стабильность работы тиратрона в области рабочего режима. Генерацию так ещё получить можно, а вот поддерживать длительно нормальную работу лазера уже очень затруднительно. Просмотр множества статей в научных журналах позволил утверждать, что причиной является превышение обратного напряжения на аноде тиратрона в момент его запирания. Особенность импульсных водородных тиратронов состоит в том, что максимальное обратное напряжение, например, 25 кВ для тги700\25 и тги1000\25 можно прикладывать только спустя 25 микросекунд после прекращения тока через тиратрон, когда вся плазма уже рассосалась. Вполне логичным было предполагать, что это правило не нарушается, так как ЧСИ составляет 10 кГц, а значит «зазор» между импульсами – 100 мкс. Но одного фактора я не учел. Плазма дугового разряда внутри тиратрона обладает инертностью. Если не все, то многие, наверное, помнят, что если посмотреть раскадровку погасания дуги, зажегшейся на большой трансформаторной подстанции, то видно, что дуга исчезает не мгновенно, а на протяжении нескольких кадров видео постепенно распадается на отдельные клочки, которые потом постепенно гаснут. То же самое происходит и в импульсном водородном тиратроне – после прекращения тока (запирания) дуговой разряд тоже сравнительно медленно охлаждается, распадаясь на клочки, потом полностью исчезает. Только после окончания этого процесса можно прикладывать к нему 25 киловольт обратного напряжения. Если сделать это раньше – то произойдет новый, несанкционированный пробой тиратрона в обратном направлении и это вызовет КЗ ИВН и срабатывание его токовой защиты. Вернее, не все так инфернально. В момент рассасывания разряда (до истечения оговоренных послеимпульсных 25 мкс) обратное напряжение прикладывать можно, и тиратрон не пробьется. Но только 5 киловольт. Следовательно, при работе тиратрона в схеме накачки лазера на парах меди это напряжение превышается из-за разных нестационарных процессов в момент закрытия тиратрона. Более того, оно становится наибольшим именно тогда, когда в лазерном разряде появляется медь, которая очень сильно меняет характеристики АЭ как нагрузки для генератора, что и приводит к рассогласованию.

    Было перепробовано много способов устранить это явление путем оптимизации согласования на разных режимах работы, но радикального результата не получалось – условия которые давали стабильную работу на режиме генерации излучения оказывались непригодными для режима разогрева и наоборот. Радикальным решением было только смена топологии силовой части, с добавлением новых элементов.

    Схема силовой части была снова переделана на казавшуюся перспективной схему «управляемого генератора Аркадьева-Маркса» на двух тиратронах. Это сулило использование опять-таки более простых и доступных тиратронов ТГИ1-700\25 без перегрузки по рассеиваемой мощности на аноде. Был переделан для этого и генератор управляющего импульса для того, чтобы одновременно отпирать 2 тиратрона. Идея обновленной схемы состояла в том, что в ней есть 2 конденсатора, которые в момент заряда находятся в параллельном включении, а в момент одновременного отпирания двух тиратронов эти конденсаторы соединяются последовательно, в результате чего их напряжения складываются и прикладываются к электродам АЭ. Это также сулило некоторое улучшение крутизны фронта импульса на АЭ и повышение в результате этого выходной мощности излучения, так как мгновенная амплитуда напряжения на электродах увеличивалась. Был собран новый макет силовой части, который выглядел так:

    image

    image

    А на схеме он выглядит все ещё довольно просто, хотя деталей стало больше.

    image

    Испытания показали полную неработоспособность схемы в моем исполнении – тиратроны открывались вразнобой. Возможно я делал что-то неправильно. После этого я решил вновь сменить топологию силовой части, после консультаций у специалиста. Итак, модифицированный генератор Блюмляйна. Он практически идентичен обычному генератору Блюмляйна, но в него добавлено ещё несколько элементов. А именно, так называемая «цепь магнитного сжатия импульса». Сущность её работы состоит в том, что амплитуда протекающего импульсного тока через насыщающийся дроссель в момент насыщения дросселя резко увеличивается. Поскольку объем энергии переносимый одним импульсом ограничен, а исходная длительность импульса тоже ограничена, то в момент насыщения дросселя и увеличения тока в цепи – этой порции энергии ничего не остается кроме как «сжаться» во времени, соответственно импульс тока на АЭ (лазерной трубке) существенно сокращается. А раз так, значит длительность импульса тока, проходящего через тиратрон, можно увеличить, а на лазерной трубке длительность импульса – уменьшить, и что самое главное – можно увеличить крутизну фронта на АЭ и поднять выходную мощность излучения. Выглядит очень заманчиво.

    Так выглядит собранная мной схема с приведенными номиналами деталей.

    image

    Дроссель L2 растягивает импульс тока через тиратрон во времени, а дроссель L4 и есть насыщающийся дроссель для «магнитного сжатия» импульса на лазерной трубке. И эта схема наконец стала стабильно работать! Результат определенно оправдывал затраченные усилия на изготовление нелинейного дросселя. На этом остановлюсь чуть подробнее. Опять же, я решил повторить конструкцию, описанную в литературе. А там предлагалось сделать дроссель, состоящий из одного «витка» толстой медной трубки, пропущенной через 120 мелких ферритовых колечек. Был куплен кусок медной трубки диаметром 12мм в магазине для холодильщиков. Были куплены ферритовые колечки с небольшим запасом. Дело оставалось за малым – нанизать их на трубку. Нанизывать их все в один прием было нерационально – получалась слишком длинная колбаса. Тогда я решил сделать два отрезка трубки, нанизать на них по 60 колечек и сложить П-образно. Легче сказать, чем сделать. Дело в том, что трубка не идеально ровная, а в колечках диаметр чуть-чуть, на десятые доли миллиметра, но отличается. Даже попадались колечки, в которых отверстие было конусным, или эллиптическим. А то и одно и второе одновременно.

    Попытка натянуть колечко силой приводило к его мгновенному раскалыванию на кусочки. Около половины наделись свободно, без проблем. Потом пришлось обрабатывать медную трубку шкуркой, до тех пор, пока не начинали залазить следующие кольца. Потом опять шкурить, опять надевать… И так повторять до победного конца. В итоге получилась вот такая конструкция.

    image

    image

    Она была установлена в новый макет силовой части.

    image

    image

    Установка запущена. Лазер разогревается. За полчаса ни одного срабатывания защиты. Это успех! Наконец появляется спонтанное излучение меди, а за ним и слабая генерация. Потом подстройка зеркал резонатора. И комнату озаряет мощнейший лазерный луч ядовито-зелёного цвета!

    Световое пятно на белой кафельной стене настолько яркое, что вся комната ярко освещена. И при этом яркость свечения продолжала увеличиваться, пока не достигла постоянной величины. По мере увеличения яркости менялся и цвет луча с ядовито-зелёного до зелёно-лимонного, что свидетельствовало об эффективной генерации жёлтой линии. Мощность излучения превышала полученную до этого минимум в несколько раз, нижний предел предполагался не меньшим чем 3 Ватта. При потребляемой мощности 1800 Вт.

    image

    image

    Луч пропущенный через линзу уже очень бодро выжигает на картоне.

    image

    Испытания лазера есть и на видео:



    Лазерный луч хорошо виден. Диаметр его соответствует диаметру разрядного канала, 20 мм.

    image

    image

    Разрядный канал внутри АЭ при рабочей температуре раскален практически добела.

    image

    Луч лазера хорошо виден в освещенном помещении.

    image

    За короткофокусной линзой красиво виден конус сначала сходящегося перед фокусом пучка, потом расходящегося (область “перетяжки” лучей). Горючие предметы в фокус лучше не помещать.

    image

    С помощью осколка CD-диска можно разложить луч в спектр. Тут хорошо видно, что луч имеет зеленую и желтую линии, при этом желтая стала гораздо мощнее чем раньше.

    image

    Желтую линию можно выделить отдельно светофильтром, блокирующим зеленый свет, а именно – оранжевым.

    image

    image

    Теперь можно было выдохнуть и начать переход от макета к готовому изделию. Первой в корпус была упакована силовая часть. В качестве материала для корпуса было выбрано дерево и фанера, как такие что наиболее легко обрабатываются с помощью домашнего электроинструмента. Все элементы разместились на компактном основании, дроссель магнитного сжатия спрятался в отрезок канализационной трубы и продувается там вентилятором. Анод тиратрона обдувается своим вентилятором. А чтобы горячий воздух не накапливался в закрытом корпусе то установлен ещё третий самый мощный вентилятор, создающий внутри блока сквозняк. Во время установки компонентов это выглядело так.

    image

    image

    А в сборе – вот так.

    image

    Следующим был упакован управляющий генератор для сетки силового тиратрона. Задающий генератор и усилитель переместились в общий корпус, сделанный так, чтобы его ширина и глубина были равны ширине и глубине силового блока.

    image

    image

    Стало получаться что-то наподобие приборной стойки. Блок ИВН был в общем-то уже готов, понадобилось добавить только боковые стенки. Параллельно продолжалась внешняя отделка блоков – было решено покрасить их в черный цвет.

    image

    Готовая стойка получилась такой.

    image

    И все же меня преследовало ощущение, что работу лазера можно ещё улучшить, ещё увеличить мощность излучения. Поскольку внутри ИВН все ещё оставались «временные» трансформаторы от микроволновок, которые не позволяли получить выходное напряжение больше 5 кВ уже после выпрямителя. Было принято волевое решение – изготовить полностью новый высоковольтный трансформатор с масляной изоляцией и водяным охлаждением. Поставлена задача: выходное переменное напряжение 7 кВ, длительный выходной ток – 400 мА. От вторичной обмотки решил сделать отводы через каждые 500В, начиная с напряжения 4.5 кВ. Расчеты показали, что можно использовать сердечник от сгоревшего трансформатора, окно при этом заполнялось полностью. Сначала намотал сам трансформатор.

    image

    Потом он был укреплен к текстолитовой пластине, через которую вышли все выводы.

    image

    image

    Потом был изготовлен бак из листового железа найденного на приемке лома.

    image

    Внутрь вложен змеевик для охлаждения масла.

    image

    Потом трансформатор был собран.

    image

    И установлен на положенное ему место.

    image

    Запуск лазера с новым трансформатором позволил повысить мощность примерно до 5 Ватт! Т.е. получился полный эквивалент заводской установки, упомянутый в начале статьи. Только меньших габаритов, веса и с меньшим потреблением энергии.

    image

    image

    На полной мощности цвет луча становится более желтым.

    image

    image

    Желаемый результат достигнут! Осталось только косметическое оформление. Сначала я заказал печать стильных табличек-шильдиков на английском языке для обозначения всех органов управления. В это же время родилось название лазера – Lightsaber. Потому что мощность лазерного пучка, его толщина, характерные звуковые эффекты, сопровождающие работу лазера, очень напоминают световые мечи джедаев. И моя, когда-то детская мечта о таком мече стала удовлетворена, пусть и в такой, довольно искаженной форме. Возможно, адепты мощных лазерных указок со мной не согласятся относительно сходства со световым мечом, но, по моему мнению, у этого лазера сходств больше, несмотря на то, что махать им как указкой никак не получится.

    image

    image

    image

    image

    Здесь есть видеообзор получившейся лазерной установки от моего друга, который приезжал в гости.


    Оставалось сделать внешний кожух излучателя и подставку. Сырье для него уже было подготовлено – пластиковая канализационная труба диаметром 250 мм. Она была обрезана по размеру, был срезан раструб чтоб было незаметно, и просверлены вентиляционные отверстия. Подставка была также сделана из дерева, конкретно из стенки старого шкафа. Сверху к полученному корпусу была приделана красивая ручка для переноски.

    image

    image

    Затем все было покрашено и сделаны дополнительные фальш-панели, закрывающие корпус с торцов. Лазерный излучатель наконец обрел свою окончательную форму.

    image

    Зловещее оранжевое свечение лазерной трубки в темноте никого не оставит равнодушным. Особенно когда потом оно сменяется не менее зловещим зелёным свечением.

    image

    image

    А источник питания в своей окончательной форме получился размером в два раза меньше обычного холодильника, и с общим весом не более 100 килограмм. Что также выигрывает у заводского шкафа. И при этом неплохо вписывается в интерьер.

    image

    Вот такое получилось повествование о самодельной лазерной установке, которая принесла мне колоссальный опыт в лазерной технике, высоковольтной импульсной технике и прочих смежных дисциплинах. Этот проект не был бы осуществлен без поддержки моих друзей и знакомых. Специально я хотел бы поблагодарить людей с помощью которых мне удалось достать 2 активных элемента УЛ-102, Павла Гугина из ИФП СО РАН, который помог советами и ссылками на литературу в оптимизации силовой части источника питания, Алекса Neuromantix’a за помощь в поиске научных статей по теме и плодотворное обсуждение, Александра «Ежа» Ларионова за то что продал мне дополнительные тиратроны, а особенно хочу поблагодарить carrier и его друга, которые помогли с доставкой этих тиратронов из РФ, ну и напоследок хотелось бы поблагодарить Дениса «Нейтронную бурю» за вдохновение заняться этим проектом, за то что вновь смог пробудить детскую мечту. А также всех тех, кто следили за реализацией этого проекта и оказывали моральную поддержку. Благодарю всех за чтение. А тем, у кого до сих пор возникает вопрос «Зачем все это было нужно» – читайте дисклеймер.

    Основные литературные источники:

    1. Григорьянц А. Г., Казарян М. А., Лябин Н. А. Лазеры на парах меди: конструкция характеристики и применения. Физматлит, 2005

    2. 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

    3. 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

    4. Г. Г. Петраш Лазеры на парах металлов и их галогенидов. Труды ФИАН, т. 181, 1987

    PS: Почти сразу после завершения проекта удалось отловить совершенно новый активный элемент лазера на парах меди, с выходной мощностью 20 Ватт. ГЛ201 «Кристалл». Но это будет уже совсем другая история…

    image

    Начало в первой части.
    Поделиться публикацией
    Комментарии 91
      +7
      Жаль за карму нельзя голосовать дважды. Спасибо за статью, добра вам и новых начинаний. Было замечательно.
      +10
      (уважительно) безумец.
        +4
        шикарно! лучшее чтиво в выходные за последнее время. спасибо!
        зы, Вы там только аккуратнее!
          0
          Молодец!
            0
            Очень круто, в небо ночью светили уже? Интересно бы посмотреть.
              +8
              В городе в небо светить чревато из-за самолетов. В общем я не рисковал.
                –4
                Ну так забавно же, самолеты сбивать можно, и, соседу в ближайшей многоэтажке прикурить, особенно если 20вт элемент использовать, шучу =D
              +3
              Монументально. Единственное, хочу Вам пожелать качественной техники безопасности.
                +2
                Классно!!! Спасибо за подробное описание! Читал как приключенческий роман. :)
                  0
                  Меня пугает занавеска прямо над блоком
                    +3
                    Меня пугает сам блок из дерева при таких мощностях и напряжениях :)
                      0
                      С деревом как раз все в порядке. Оно не контактирует с токоведущими частями, все детали под ВН на опорных изоляторах.
                        +2
                        Наверное глупость спрошу — а не загорится дерево? Такое ощущение, что рабочая температура у вашей установки повыше комнатной будет.
                          +1
                          Самые греющиеся же части с водяным охлаждением. А остальное вентиляторами продувается во время работы.
                            0
                            Конечно! Что же может пойти не так с такой конфигурацией?
                    +3
                    Шикарный DIY :) Высший пилотаж хобби :)
                    Только у Вас на шильдике, кажется, ошибка: «wauelength» вместо «wavelength» :)
                      +1
                      В готическом шрифте «v» и «u» выглядят практически одинаково. а хотя похоже действительно ошибка. досадно(
                      0

                      Таки запустили на 20вт? :-)

                        +2
                        Пока ещё нет. Боюсь, электросеть лопнет.
                          0

                          Сколько раскачки надо? Киловатт 10?

                            0
                            Не меньше 4х. А вводной автомат 25А всего. Это ведь на анодную цепь 4 кВт надо, а ещё на накалы ламп, на мотор системы охлаждения, на вентиляторы итп итд. Вот уже минимум 5 кВт общего потребления и наберется.
                              0

                              Вопрос. А остального железа хватает?

                                0
                                С железом под этот АЭ тоже пока туговато, из тиратронов есть только тги1000\25, когда там очень желателен уже тги2500\50. Ну и силовой ВВ трансформатор надо будет мотать серьезный, что-то вроде ОМП-4.
                                0

                                Просто есть идея — записаться от щитка. :-) главное чтобы железо вытянуло. :-)

                                  0
                                  для большей мощности нужно большее КПД, следовательно технологии посовременнее.

                                  рекомендую раздобыть нормальный лазерный диод и попытаться поразгонять (в основном тут проблема с охлаждением диода). а дальше уже можно будет попробовать запилить резонатор для улучшения параметров.

                                  з.ы. современные волоконники, запитываемые от обычной сети, сейчас выдают по 40 ватт. (а возможно даже и ещё больше.)
                                    0
                                    У лазерных диодов уже в структуре самого кристалла есть оптический резонатор, внезапно. Да и это не моя совершенно тема, так как теплотой и ламповостью от неё даже и не пахнет. И денег стоит довольно больных. А газовые лазеры и АЭ к ним мне достаются практически бесплатно.
                                      0
                                      стоимость готовых решений да… зашкаливающая. но если пытаться городить самому то можно пробовать.
                                        0
                                        Сгородить дома диодный лазер — это еще дороже, как минимум нужна установка ля изготовления полупроводников.
                                          0
                                          эм… зачем? лазерный диод дома не изготовить. но имея готовый проще запилить полноценный лазер.
                                            0
                                            Лазерный диод — уже полноценный лазер, из него ничего не выжать более (кроме фокусировки луча оптикой)
                                              0
                                              вы в корне не правы. дополнительный резонатор может помогать получить желаемую длину волны, и длительность импульса. на этом основаны многие лазерные генераторы и усилители. голое же излучение с диодов редко где нужно.
                                                +1
                                                Объясните в корне неправому, как приделать к диоду резонатор, если он уже в него встроен, как сменить длину волны, если она задана параметрами пн перехода, и как резонатор влияет на длительность импульса.
                                                  0
                                                  легко. лазерный диод на то и лазерный диод что по факту является источником когерентного излучения с заданной длинной волны. дальше мы вполне можешь загнать его излучения в следующий резонатор, где изменяя параметры резонатора можем менять ту же длину волны например (в ряде вариантов она зависит от длинны резонатора). Так же можно изменять и длительность импульса.

                                                  при желании можно загнать излучение из этого резонатора в следующий и делать целые усиливающие каскады. =)

                                                  з.ы. при желании могу в личку кинуть фоток как это выглядит.
                                                    +2
                                                    давайте, а еще крайне интересно узнать, как можно менять длину волны резонатором, если это не красительник или иной многолинейный лазер. Так что жду ссылки на статьи. о том, как можно усиливать — я прекрасно знаю, но задающий генератор лучше делать из чего-то с хорошим качеством луча.
                                +2
                                Совсем сумасшедшая идея: если активный элемент предварительно нагреть до рабочей температуры тупо-банально огнём, он сможет работать в импульсном режиме. А это уже возможность запасать энергию в конденсаторах, и, соответственно, весьма щадящая нагрузка на электросеть.
                                  +5

                                  Лазер на дровах — это не дизель-панк, это стимпанк.

                              +1
                              Зверь из эпохи стимпанка прям))
                                0
                                К этой штуке можно сделать систему развёртки на вращающихся зеркалах, например, и проецировать изображения куда-нибудь на большую стену или даже на облака. Шансы попасть в самолёт исчезающе малы, если вы не живёте где-нибудь под глиссадой аэропорта.
                                А вот глаза испортить можно легко и очень быстро, достаточног чтобы что-то бликануло, будте осторожны.
                                  0
                                  Я вот считал недавно, если взять необработанный луч этого лазера и прикинуть его яркость, то получается что он всего где-то в 16 раз ярче солнца, для мощности в луче 5 Вт. У лазеров у которых «сырой» луч тонкий, 1-2мм в диаметре, например у аргонового, тоже мощностью 5 Вт будет яркость уже порядка 1000 солнечных.
                                    +1
                                    Если вы насчёт безопасности — то уже сотни милливат опасны. Дело не в ширине луча, а в почти идеальной фокусируемости лазерного излучения. При прямом попадании в глаз луч фокусируется хрусталиком на сетчатке и может её прожечь просто за миллисекунды. А она не восстанавливается.
                                    Снипы гляньте, если мне не доверяете )
                                      0
                                      Даже с 2х Вт твердотельным лазером который используется как раз в системах для лазерных шоу находится в одной комнате находиться малоприятно, рассеяный свет слепит неплохо.
                                      P.S. Шеф как-то внука привёл на работу и для него включили такой лазер, внук испугался такого яркого света.
                                        0
                                        в 16 раз это не «всего», а тоже много. Яркость прямого солнца это уже как раз предел, который может выдерживать глаз без повреждений, да и то не слишком недолго.
                                        Причем «всего 16 раз» это только чисто по энергетической мощности, Вт/м2. Важен еще спектр — у солнца он широкий и непрерывный, включая области практически не пропускаемые глазом(большая часть ИК и УФ). А тут лазерное излучение на длине волны как раз около максимальной прозрачности оптической части глаза и чувствительности сетчатки — к зеленой части спектра глаза наиболее чувствительны.

                                        5 Вт излучения зеленого лазера это больше 3000 Люмен света. Собранные в пятно диаметром ~20мм (если даже без доп. оптики) они дают ярость около 10 млн Лм /м2.
                                        А солнце (причем в зените, в ясный безоблачный день, при чистом воздухе) дает освещенность до 100 тыс Лм/м2.
                                        Т.е. яркость такого пятна в среднем в ~100 раз выше чем от самого сильного прямого солнца.

                                        Так же вы должны знать про спеклы — из-за интерференции излучения при формально умеренной средней мощности образуются небольшие участки с очень высокой локальной удельной мощностью излучения. За счет этого в отдельных точках и в сотни раз и даже тысячу выше даваемой солнцем может получатся при таких параметрах луча.
                                          0
                                          Спасибо за подробное разъяснение.
                                        0
                                        Это зеркальное отражение.
                                        А ещё есть — дифузное, когда от любой светлой поверхности прилетит боле чем.
                                          0
                                          Я бы сказал что сильно наоборот )
                                          Именно зеркальное наиболее опасно.
                                            0
                                            всё от мощности и длины волны зависит.
                                            на больших, требуется полная изоляция рабочего объёма поглощающими покрытиями.
                                            лазер, эта такая вещь, что лучше сильно перестраховаться. тем более, что воздействие может накапливаться и порог устойчивости у каждого свой.
                                            т.е., обычно все считают что опасно исключительно зеркальное отражение, хотя начиная с какого-то момента, опасность представляет любая поверхность с более-менее отражательной способностью (а тёмная в видимом спектре, м.б. светлой в ик).
                                              0
                                              ясно что с ростом мощности становится опасным и диффузное, просто зеркальные поверхности опасны вот просто сразу
                                        +2
                                        Круто! А дальше что? Какие планы? И с этим лазером что дальше делать будете?
                                        +2

                                        Вкратце, в чем преимущество на парах меди?
                                        Зачем именно желтый?

                                          0
                                          Высокая мощность, короткий импульс, очень малая расходимость излучения, очень хорошая фокусируемость в пятно малого размера. Ну и длина волны конечно же. Жёлтая длина волны часто нужна в медицине, так как попадает в полосы поглощения макулярной зоны сетчатки (используется для лечения оной), хорошо подходит для выведения сосудистых сеток на мордах лица итп.
                                          +5
                                          Жду когда в «гаражных» условиях начнут делать электроракетные двигатели, ионные, плазменные и т.д.:-)
                                            +2
                                            Я «голосую» за компактный термоядерный реактор. В принципе с подобными знаниями, упорством и набором накопленного «хабара» можно действующую учебную модель термоядерного реактора собрать. Так называемый Фузор. Или же синтез на встречных пучках частиц из небольшого линейного ускорителя частиц.

                                            Энергии от подобных мини-установок конечно не получишь, но подобные маньячные проекты и обычно никаких практических целей и не имеют. Делаются просто потому что «я хочу и могу!»

                                            Laserbuilder — «лазерный мечь» теперь есть. За термоядерный реактор для будущей собственной звезды смерти не пора приниматься?
                                              0
                                              Для частников Ядерная тема будет под запретом, нам — пиратам только и остается уповать на солнечные батареи суммарной площадью в 10000 кв.метров — с одной стороны надо запитать связку ионников суммарной тягой ньютон в 20, с другой стороны на астероиде чем то породу резать — плавить нужно, Гарин гиперболоид подгонит:-)
                                                +2
                                                Я к вам присоединяюсь )

                                                Тем более что попытки сделать «домашний термояд» время от времени появляются тут и там.
                                                Вот «почивший», увы, Prometheus Fusion Perfection, к примеру. В смысле, что блог, в котором автор рассказывал о своих изысканиях по поводу. Сам автор жив-здоров.
                                                А вот организационная затея, за которой я слежу периодически Focusfusion.org

                                                Еще есть отличные американские дедули-инженеры с похожими амбициями. Фото даже приложу, пожалуй.
                                                image
                                              0
                                              Спасибо за статью, остался вопрос, чем измерялась выходная мощность лазера, и есть ли уверенность, что все 3-5 Вт это зелень, а не какое-то паразитное излучение? Знаю, что человеческий глаз сильно восприимчив к 532нм и 100 мВт, рассеивающиеся на белой поверхности уже могут травмировать глаз (появляется неприятное ощущение).
                                                0
                                                Там нет паразитного излучения в принципе, это не китайский ДПСС с удвоителем, где ИК пролезает. Тут генерация идет сразу на нужных линиях.
                                                  0
                                                  Измерялась прибором ИМО-2 с соответствующим ослабителем.
                                                  +1
                                                  Интересно — сколько было потрачено электроэнергии на эксперименты :))? какой счет за электричество?
                                                    0
                                                    Спасибо за публикацию вашей работы, читал с удовольствием. Эх, хорошо, когда есть доступ к радиолампам и высоковольтным деталям. Завидую.

                                                    И ещё, инженер Гарин, будьте добры — залогиньтесь под своей учёткой.
                                                      0
                                                      я знаю истинную цель автора

                                                      image
                                                        +1
                                                        Можно посмотреть как в китайских лазерных станках сделано.
                                                        Через зеркала на шаговых моторчиках сделать развёртку и будет полезный девайс.
                                                        Как минимум шилдики на нём можно выжигать.
                                                          0
                                                          Мне кажется, импульсный транзисторный источник на 4 киловатта можно килограмм в 10 вписать, если напрячься и в 20 влегкую. Если в первичке 600 вольт, это всего 10 амер среднего тока. Трансформатор в масле, вторичку мотать коаксиальным кабелем без оплетки.
                                                            0
                                                            Да, это все возможно, но в мою выбранную визуальную концепцию совершенно не вписывается.
                                                              +1
                                                              импульсный транзисторный источник на 4 киловатта
                                                              Вот только отладка оного и всей схемы вылетит в копеечку и кучкек битых IGBT и MOSFET…
                                                              0
                                                              Раз автор еще в состоянии читать комменты и отвечать на них — значит, с ТБ знаком. Видеообзор ведь в защитных очках снимали?
                                                              Еще смешно комментарии звучат в обзоре — как будто диктору… хм… связующих слов не хватает — «ясно, что руке нихе… ничего не будет»
                                                              За статью спасибо — монументальная работа, снимаю шляпу.
                                                                0
                                                                Однозначно в закладки. Буквально в эту субботу препод рассказывал как генерируется луч лазера на атомарном уровне. Буду разбираться в статье на основании лекции.
                                                                  0
                                                                  Потому что мощность лазерного пучка, его толщина, характерные звуковые эффекты, сопровождающие работу лазера, очень напоминают световые мечи джедаев
                                                                  К сожалению, световые мечи джедаев не имеют никакого отношения к лазерам. Их клинок — плазменная петля. Да и мощность их намного выше любого лазера современной Земли…
                                                                    0
                                                                    Это все было придумано уже потом, про плазменную петлю итп. Какое было оригинальное название у Лукаса? Lightsaber, что означает «световая сабля» в буквальном переводе. Раз световая, значит кроме лазера вариантов нет в текущей реальности.
                                                                      –1
                                                                      Ну, потом придумано, и что? Концепцию же объясняет.
                                                                      Ну, «световая», и что? Светится — значит, световая.
                                                                      И, если кроме лазера, нет вариантов, то как обоснован лазерный луч отрезок конечной длины?
                                                                        0
                                                                        Я уже писал что сходство приближенное.
                                                                          +1
                                                                          Гипотетически можно предположить, что фотоны лазера в световом мече находятся в стоячей волне какого-то поля (не обязательно электромагнитного) подобно тому, как подвешиваются капли жидкости или мелкие предметы на стоячих звуковых волнах. В одной из книг по вселенной «Звездных войн» (их я в молодости прочитал немало), насколько я помню, подробно описывались устройство и история создания светового меча. Так вот, как я помню (надо будет найти текст этой книги), ученые из ордена джедаев создали технологию заморозки лазерного луча, послужившую в будущем созданию световых мечей. Позже джедаи разработали способ генерировать сфокусированный энергетический луч, который образовывал дугу, возвращаясь к своему источнику по замкнутой кривой, создав тем самым первый портативный высокоэнергетический клинок. Первые световые мечи были нестабильны и энергозатратны, питаясь через кабель из энергоблоков, крепившихся на поясе, и использовать их было возможно лишь в течение короткого времени, поэтому использовались лишь в церемониальных целях. И только значительно позднее им удалось создать энергоэффективный световой меч, хорошо знакомый нам по фильмам Лукаса.
                                                                      0
                                                                      Шикарный проект!
                                                                      Части 3 и 4 про поворотную турель и шагающую платформу прямо-таки просятся!
                                                                        0
                                                                        Очень круто! Через окно в небо не пробовали светить? Офигенно бы смотрелось.
                                                                          0
                                                                          Нет не пробовал. Выше написал причины.
                                                                          0
                                                                          Маньяк…
                                                                          В хорошем смысле этого слова.
                                                                            0
                                                                            Огромное спасибо за интересные статьи и фото!
                                                                            Ещё мне кажется, что если расскажите про азотный — тоже будет интересно
                                                                              0
                                                                              А я до последнего момента думал, что автор — kreosan. Особенно на словах про доставку из РФ!
                                                                              Laserbuilder, Вы — молодец!
                                                                                +2

                                                                                У Креосана эксперименты безбашенные — но по большей части совершенно тупые по своей сути. Здесь — серьезная инженерная работа.

                                                                                –3
                                                                                Круто и гениально! И все в домашних кустарных условиях. Автор наглядно продемонстрировал свои большие таланты инженера, изобретателя и мастера. Им был запротоколирован процесс изготовления и испытания мощного лазерного устройства (комментарии, фото и видео) и продемонстрирован нам тут в статье на Хабре.
                                                                                Я представляю, какие еще более огромные трудности и затраты возникают при создании боевых лазеров, ведь полноценное боевое лазерное оружие до сих пор так и не создано, хотя и были предпосылки к этому.
                                                                                США хоть и хвалятся постоянно об успехах в создании лазерного оружия (прототипы размещались на Боингах и кораблях), но все проекты были в конце концов были заморожены как неуспешные. Некот. технологии корабельного лазерного оружия США получили от Украины, которой после распада СССР достались 2 корабля. Один корабль «Диксон» был продан в качестве металлолома Индии, др. «Форос» был также продан на металлолом и впоследствии попал в США. Причем оба корабля были в достаточно хорошем техническом состоянии и имели исправные энергетические установки (сами лазерные установки были демонтированы еще перед распадом СССР); причем с «Диксона» пропала и секретная документация по испытаниям лазерного оружия (скорее всего, также попала в США). Известно, что в процессе испытаний лазерной пушки в СССР была в т.ч. сбита ракета-мишень, летевшая на малой высоте и имитировавшая противокорабельную ракету, что явилось первым в мире успешным испытанием лазерного оружия; СССР лидировал в этой области. И именно в СССР до этого были сделаны первые научные открытия, впоследствии легшие в основу прототипов квантовых генераторов — мазеров и лазеров, и в СССР впервые начали разрабатывать лазерные установки для боевого применения.
                                                                                А тем временем в России объявлено о создании боевого лазера (Путин в Послании Федеральному Собранию 1 марта 2018г.), кот. в результате народного голосования получил имя «Пересвет».
                                                                                  0
                                                                                  примите лекарства, а то бредите.

                                                                                  лазерные разработки холодной войны прогорели у обеих стран. почему? по фото в данной статье и указанной мощности накачки это вполне видно. технологии тех времён делали лазер излишне громоздким и малоэффективным.

                                                                                  плюс для боевого использования нужна сверхточная механика и сверхбыстрые компьютеры, для рассчёта траекторий.

                                                                                  плюс США давно уже забило на лазеры, и идёт другим путём, исследуя электромагнитные пушки. Новых лазеров у них в оборонке давно не слышно.

                                                                                  плюс лидерами в области военного применения лазеров сейчас является израиль, успешно сделав на этой основе систему против ракет малой дальности.

                                                                                  плюс… президентская программа -фуфло. Говорю это как человек, который обитает в сфере лазерной науки.
                                                                                  +1
                                                                                  До этой фотографии
                                                                                  image
                                                                                  думал, что действие происходит в лаборатории вуза. Оказалось какая-то дача.
                                                                                    0
                                                                                    По-моему это вообще городская квартира, просто на 1м этаже дома.
                                                                                      0
                                                                                      Форточка очень маленькая. Или очень старый дом или б/у окна переставили на дачу. Плюс линолеум очень потерт и старая мебель. Обычно такое, что выбросить жалко, на дачу вывозят.
                                                                                    0
                                                                                    Не прикидовали, сколько будет выигрыш в весе, габаритах и КПД, если использовать современную электронную базу? За последние лет 15 видел ряд статей с использование ламп и тиритронов, но ни в одной из них не было слова «купил» :) Если лампы ещё выпускаются, то тиритроны, по-моему, уже нет.
                                                                                      0
                                                                                      ну… современный лазер с диодной накачкой и на эрбиевом резонаторе состоит из оптического блока(цельнофрезерованный дюралиевый корпус 490 × 260 × 97 мм), чиллера для охлаждения и блока с электронникой (290 × 200 × 80 мм) так что сейчас всё довольно компактно. =)

                                                                                      з.ы. указанны размеры устройства выдающего 4Вт на 525 нм + 7 ВТ 1050 нм.
                                                                                      0
                                                                                      Как это ни странно, но новые виды тиратронов продолжают выпускаться. Этим занимается НИИ ГРП «Плазма» в Рязани сейчас. На РнД полупроводникового источника может потратиться сумма равноценная нескольким новым тиратронам.
                                                                                        0
                                                                                        Ну… это очень круто.

                                                                                        Рад, что занавеска на месте до сих пор и без пятен гари.

                                                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                                        Самое читаемое