TE- Stickstofflaser

[CRHV]

So, auf das sich hier wieder mal was im Laser-Selbstbaubereich tut

Es sind Ferien und so habe ich etwas Zeit, zumindest eines der vielen kleinen Nebenbei- Projekte weiterzutreiben und zu beenden.
Gestern bzw. heute ist der TE- Stickstofflaser drangekommen, er wurde sozusagen nach fast 2-jähriger Bauzeit (mit Unterbrechungen ) fertig gestellt. Etwas Optimierungs/ Umbauarbeit ist noch zu tun aber er funktioniert. Und nun der Reihe nach...

Die Laserkammer, das am schwierigsten zu fertigende Bauteil, lag schon seit Anfang 2012 in einem Karton ganz unten im Regal. Die Plexiglasteile hatte ich bei einer größeren Zuschnittsbestellung einfach mitbestellt und gleich spontan verarbeitet.
Die Kammer besteht aus 2 300x50x10mm Deckplatten, 4 10x10mm 300mm langen Vierkantprofilen und 2 40x50x10mm Seitenteilen. Die Elektroden sind aus Baumarkt- Winkelalu gefertigt, die 3-Punkt-Spiegelhater aus 40mm- Rundalu (Legierung) gedreht.
Geklebt wurde mit 30min. 2K-Epoxy.

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Kammer
Es macht sich günstig, zuerst die Stege an die Deckplatten zu kleben und so zwei Halbschalen zu erhalten. Nicht mit dem Kleber zu sparen und die Teile gut anzupressen ist wichtig. Das ist mir hier nur teilweise gelungen, dicht ist es aber.
Die Seitenteile bekommen ein 12mm Loch und zwei Messing-Gewindebuchsen verpasst. Die Gewindebuchsen dienen zum Festschrauben des Lasers auf einer Grundplatte, ist günstiger als die Gewinde direkt ins Plexi zu schneiden.

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Elektroden
Hier gilt ähnliches wie bei TEA- Lasern. Alle Kanten sollten möglichst rund geschliffen werden und zu den Enden hin allmählich auslaufen. Die Schneiden sollten insgesamt gerade bleiben.
Die Profile hier sind 40x10x2mm Winkelprofile (waren grad greifbar) und sind so lang wie die Plexiglasstege der Kammer (also 300mm). Die aktive Zone beträgt etwa 240mm, der Schneidenabstand 8mm.
Um die Doorknobs/Bandleitungen fest mit den Elektroden verbinden zu können, tragen diese jeweils 5 3,5mm- Bohrungen.

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Spiegelhalter
Die Spiegelhalter bestehen aus 40mm Rundalu, haben mittig ein 10mm Loch und oben eine 5mm Schlauchwelle. 3 M4 Inbusschrauben klemmen einen Standard KF16- Dichtring. Der Rückkoppelspiegel ist ein Stück Haushaltsspiegel, der Auskoppelspiegel ein Quarzglasfenster.

Montage
Zuerst wurden die Elektroden an die untere Halbschale geklebt und mittels einer 8mm Plexiglasplatte parallel ausgerichtet. Wenn der Kleber teilweise ausgehärtet ist kann der Elektrodenabstand nochmals geprüft und ggf. leicht korrigiert werden.
Dann wurden obere Halbschale und Seitenteile angeklebt. Die Spiegelhalter bringt man am besten zuletzt an, denn diese müssen möglichst in einer Linie mit den Elektroden liegen.

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Glücklicherweise war die Kammer gleich dicht.

Nun zum elektrischen Aufbau...
Für Bandleitungen war ich zu faul, also habe ich alle Doorknobs die grade greifbar waren zusammengesucht und verwendet. Die kleinen roten vorne haben jeweils 1nf/ 20kV AC und die zwei größeren hinten 2nF/40kV.
Verbunden ist alles mit Aluprofilen und Alublech, als Funkenstrecke dienen zwei M4- Schrauben (nicht grad ideal ). Es ergibt sich die Standard LC- Inversionsschaltung mit 4nF/4nF @ 30kV.
Versorgt wird das Ganze mit Halogentrafo+ AC- ZT+ TV- Kaskade über 4 1,2M- Schutzwiderstände. Meine richtige 35kV DST- HV- Versorgung hat das Ding schon gekillt.

Fürs Vakuum ist meine kleine einstufige Drehschieberpumpe zuständig, mit 2 Nadelventilen lässt sich im Durchflussbetrieb der Kammerdruck einstellen. Der Aquarienschlauch ist mit Blumendraht festgetüdelt, Schlauchklemmen waren aus

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Sehr provisorisch, läuft aber fürs erst ganz gut

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...trotzdem ist noch eine Menge zu tun, ich werde sicher einige Updates einschieben. Der Betrieb ist leicht instabil, die HV- Versorgung nicht dauerbetriebsfest, die Doorknobs brauche ich für was anderes, Leistungsoptimierung + Farbstofflaser wäre schön und der Rückkoppelspiegel gehört auch noch getauscht.
Aber alles der Reihe nach... Immerhin, mein erster 100% selbstgebauter und wirklich funktionierender Laser, yay

Gruss CRHV

[hboy007]

Gratulation zum erfolgreichen Laserbau. Nach SSTC-, SKV-, Variac-, GU81M- und wasweißich-Hype ist dieser Stickstofflaser wirklich mal wieder eine Freude. Danke!

[mrmuffinxxx]

Danke fürs posten endlich mal ne gute Vorlage mit Bildern zum abgucken. Sieht auch schon echt schön aus. Hab heute bei mir in der Arbeit Plexiglas mit ner annehmbaren Wanddicke gefunden und werd mich auch mal dransetzen. Hast du es mit Acryl oder Silikon geklebt?

[MrMcChicken]

Woha, sehr geil .
Mit wievielen Pulsen/Sekunde läuft der Laser?
Ich finde es sehr schön dass sich mal wider jemand Lasern widmet.
Der Aufbau gefällt mir sehr gut.

MfG MrMcChicken

[CRHV]

Danke, positives Feedback motiviert ungemein

Hast du es mit Acryl oder Silikon geklebt?

Die Kammer ist mit 2K- Epoxy geklebt. Epoxy schien mir am geeignetsten, da es eine recht gute Festigkeit (besser als Silikon) mitbringt und nicht unnötig ausgast (bin mir da bei Acryl nicht so sicher). Außerdem war es grad da und musste weg. War die 30min 2K-Pampe von Pollin für 7,25€/200g.

Mit wievielen Pulsen/Sekunde läuft der Laser?

Durch den hohen Schutzwiderstand macht der Laser nicht mehr als einen Puls pro Sekunde. Fast 5M Schutzwiderstand ist ein bisschen viel, 1M oder so dürfte auch reichen. Das wird noch geändert, passende Widerstände werden beim nächsten mal mitbestellt.

Joa der Aufbau ist als erstes Provisorium ganz nett. Der Laser im Betrieb sieht toll aus, besonders die Entladung. Selbige lässt sich aber nicht fotografieren, die Kamera zeigt da immer beim speichern "Dateifehler" an. Die FS scheint doch ziemlich zu stören.
Die nächsten Tage tausche ich den Rückkoppelspiegel. Ich habe noch einen Auskoppelspiegel aus einem 74er HeCd rumliegen (der Rückkoppelspiegel war leider komplett mit Cadmium zugedampft ), macht sich auf jeden Fall besser als der zur Zeit verbaute 0815- Spiegel. Ich hege so die Hoffnung, das ein ordentlicher Resonator die Leistung merklich steigert oder zumindest für einen stabileren Betreib sorgt.

Gruss CRHV

[Zero]

Sehr schön.
Versuch mal ob du mit ner Linse nen kleinen Funken auf nem Target bekommst.

[CRHV]

Jop das probiere ich, wenn der Laser vernünftig läuft.
Die Pulse sind von der Intensität her sehr unterschiedlich. Es gibt bei jedem Puls einen Laserblitz, ein guter Schuss ist schon recht hell (visuell etwa wie auf dem Foto oben), aber manche Pulse dazwischen sind ziemlich schwach.
Farbstofflaser habe ich schon probiert, ohne Optimierung wird das nix. Von daher gehe ich davon aus, das ein airbreakdown in weiter Ferne liegt.

Gruss CRHV

[MrMcChicken]

Heute im laufe des Tages ist mir so ein Gedanke aufgekommen, und zwar korrodiert Aluminium doch sehr schnell.
Alu lässt sich prima bearbeiten, aber stört die Oxidschicht nicht?

MfG MrMcChicken

[Zero]

Eine Schicht Moleküle....hm...nein.

[CRHV]

Eine Schicht Moleküle....hm...nein.

Jo. Jedes Metall oxidiert mehr oder weniger stark. Bei Alu fällt diese Oxidschicht sehr dünn aus und stört so gut wie gar nicht. Daneben ist es recht beständig was Zerstäubung angeht, die Oberfläche verändert sich daher selbst über längere (Betriebs)Zeiträume nicht wirklich.

Messing und Kupfer bilden dickere Oxidschichten, Stahl/ Edelstahl leitet zu schlecht. Außerdem sputtern alle ziemlich stark. Das waren so die gebräuchlichen Werkstoffe, von allen ist Alu noch am tauglichsten.

Gruss CRHV

[kilovolt]

Das ist ein echt tolles Projekt geworden, Hut ab, CRHV

Beste Grüsse
kilovolt

[mrmuffinxxx]

Mal ganz abgesehen davon werden die Schneiden ja mit keinem Sauerstoff in Berührung kommen, wenn der Laser mit reinem Stickstoff betrieben wird. Was sich in der Theorie bilden könnte, wäre Aluminiumnitrid. Das bezweifle ich aber auch, weil an der Luft (78,08% Stickstoff) auch nix passiert.
Gruß, Muffin

[CRHV]

Das ist ein echt tolles Projekt geworden, Hut ab, CRHV

Danke. Der Anfang ist gemacht, fertig ist es noch lange nicht. Jetzt kommt der aufwendigste Teil, wie immer: die Optimierung.
Auch muss der fliegende Aufbau zu einem gut handhabbaren Gerät werden. Aber immerhin, es läuft, da kann es nur noch besser werden

Mal ganz abgesehen davon werden die Schneiden ja mit keinem Sauerstoff in Berührung kommen, wenn der Laser mit reinem Stickstoff betrieben wird.

Ja, wenn
Der große Vorteil von Stickstofflasern ist die leichte Erhältlichkeit des Betriebsgases, Luftstickstoff. Ich denke die wenigsten Stickstofflaserbastler stellen sich eine Druckflasche Stickstoff ins Zimmer. Kostet einiges...

Was sich im Betrieb auf den Elektroden bildet ist so ziemlich irrelevant, die Entladung ist kräftig und etwas Aluminiumoxid oder -nitrid auf den Elektroden stört wohl kaum. Mich würde eher interessieren, was genau mit dem Gas passiert, da Zusammensetzung und Druck einen viel größeren Einfluss auf die Lasertätigkeit haben als die Beschaffenheit der Elektroden. Nicht umsonst werden die meisten Stickstofflaser im Durchflussbetrieb gefahren. In der Kammer geistert so einiges rum, von Stickoxiden über Ausgasungen bis hin zu Pumpenöl.

Gruss CRHV

[mrmuffinxxx]

Ah ja, ich hab den Vorteil von Kontakten zu Menschen, die mir alles mögliche an Gas sehr billig beschaffen können, wie N2, O2, oder Ar. Ok, Sauerstoff und Argon gibts in jedem Baumarkt als Schweiß- und Schutzgas, aber trotzdem.

Was ich weiß, ist das Gas in sofern abhängig vom Druck, weil durch zu niedrigen Druck zu wenig gas zum anregen da ist, sodass weniger Leistung entsteht.

[ichbinsisyphos]

Hübsch, erinnert mich an meinen Entwurf von hier: http://forum.mosfetkiller.de/viewtopic. ... 14#p178914
Und außerdem daran, dass ich immer noch kein Geld habe um das Ding zu bauen, ich verlier noch den Verstand!