🔧 🍃 🤙 自制锰蒸气激光 👩🏼‍🤝‍👩🏻 🤴 👨🏾‍⚖️

在这10周年纪念文章中，我将描述什么是合乎逻辑的结果，这是我独立激光行业的延续。在构建了适合于泵浦脉冲金属蒸气激光器的电源并获得了现成的铜蒸气激光器及其化合物的有源元件的经验之后，剩下的只是使用新的工作介质完全独立地制造有源激光元件（以下简称AE）。

对工作介质的选择提出了以下要求：可见区域的辐射，可达到的相对较高的功率，可接受的效率，易于接近且成本低，工作温度不太高。

几乎所有可能的化学元素都产生了激光，但是只有少数几个单元满足上述条件。奇怪的是，最好的选择是所有相同的铜及其化合物，但是对我来说这已经是一个很大的阶段了。在与铜蒸气激光器类似的激发机制下，仍然有许多金属作为候选金属具有或多或少的体面的激光产生效率：钡，锶，锰，铅，金。钡和锶立即消失，因为它们的生成线处于红外范围内，这很无聊又丑陋。残留锰，铅和金。由于成本高昂和工作温度过高（1600摄氏度以上），金也会脱落。仅剩2名候选人-铅和锰。两种金属都很便宜并且应该相对便宜-铅几乎可以发现在您的脚下，拿破电池或从垃圾桶中挑选出的铠装高压电缆。锰在黑色冶金中被广泛使用，并产生大量。

锰能够在534 nm的波长处产生（主谱线），在IR中能生成多条强谱线，而在3-4条弱绿谱线上也能生成。精心制作的AE和精心调整的电源可为所有发射线提供的总功率超过10 W，工作温度在1000-1100度范围内，大大低于铜的工作温度。最佳脉冲重复频率取决于其他实验条件，因此必须选择。无论如何，它都适合5-15 kHz的“标准”范围。在铅中，主生成线位于722 nm IR范围的边界线上，并且存在另一个波长约为405 nm的跃迁，这是722 nm行的W单位可达到的功率。这种环境的一个特点是记录增益为600 dB / m。工作温度为800-900度，根据10 kHz以下的各种文献数据可得出最佳chisi。两种金属的最佳缓冲气体是氦，尽管也可以使用氩气。

我决定根据上述数据停止对锰的选择-生成效率明显更高，波长明显更令人愉悦，非常接近通常的“参考” 532 nm。此后，有必要确定有源元件的设计。在科学期刊中，例如“量子电子”和“科研设备”中发现了许多有关锰激光器的材料，这些材料可从Internet上直接获得，例如CE或通过集线器（对于PNI的英文版）。从已审阅的文章中可以清楚地看到，几乎任何尺寸的排放通道都可以在足够宽的激发条件下产生，而对于特定的AE必须选择最佳的激发模式和缓冲气体压力。之后，我对未来的自动曝光画了一个粗略的草图，基于可用零件，然后开始制造。

展望未来，我要说的是很难找到这种激光的锰，我将在另一篇附带的文章中描述我在该领域的所有磨难。

因此，激光器的有源元件的基础是陶瓷管，该陶瓷管的内径为14 mm，长度为800 mm，是放电通道。使用加气混凝土制成的套管，将其固定在大直径石英管中。管壁之间的空间充满了隔热材料。作为这种隔热的首选，我决定尝试使用薄的刚玉砂，就像早期的铜蒸气激光器一样。

在将排出通道与壳体和高温绝热件组装在一起之后，获得了这种装置。

在外管的两端，由于法兰挤压的橡胶密封圈，电极组件被固定。电极组件是由铝加工而成的法兰头。对于他们的制造，首先必须铸造坯料。

转弯之后，这些都是细节。

从头部的内部，将小直径管形式的阳极和锥形阴极拧到螺纹上。两个电极均由非磁性不锈钢加工而成

铝质头配备有用于空气冷却的散热片。谐振镜通过小法兰连接到电极头的末端。反射镜和电极头之间的橡胶圈起到真空密封的作用。同时，它们为反射镜的对准提供了一定的移动性。电极头的侧面有用于抽气和进气的配件。使用粘贴在配件之一中的同一胰岛素针进行加气。因此，获得了类似于工厂的完全同轴的AE设计。零件的尺寸可以在我转弯之前绘制的草图上看到。

制造完所有零件后，我进行了AE的测试组装，该组装立即显示出“儿童疾病”。此处，电极本身尚未安装。

首先，必须拒绝使用沙子作为绝缘材料。在第一次从管中抽出时，回填物内部空隙中的空气开始使它疏松，将大量的沙子扔进了不应填充的地方，包括被抽入真空泵，这对他没有任何好处。发现该溶液可以用陶瓷棉代替沙子。抽气期间空气已经不受阻碍地离开了棉花。

另一个意外的困难是整个结构的极度脆弱。尽管拧紧了电极头的法兰时，尽管3个中的2个组装和拆卸过程都以使石英管的边缘破损为目的，但管壁似乎很厚。解决该问题需要彻底改变头部和安装方法，到目前为止，由于设计是实验性的，因此至今尚未决定这样做。在组装过程中，我添加了另一个元素-整个AE周围的铝管，它用作反向电流路径并减小了AE的寄生电感。为了使这根管子的重量不会破裂，他从另一端增加了支撑。

因此，AE已准备好进行测试泵送并在其中首先包含排放物。但是此时我没有足够的连接电缆。在制造过程中，我使用了与铜蒸气激光器相同类型的同轴电缆以及LGI21的类似连接器，必须对其进行修改。此后，有可能第一次打开其中的放电并尝试在空转时进入工作温度范围。作为工作气体，我使用的氩气压力约为10托。另一个缺陷出现在这里-大量的放电能量通过返回电流导体的支撑流经管壁向下流到地面，导致其强烈加热，并且能量少于传递给“目标放电”的能量。

另外，放电通道的一种内部绝缘还不够。我不得不再次拆卸AE，然后朝相反的方向移动此支架，并用同一根陶瓷棉额外的隔热材料填充石英外壳和回路导体之间的空间。代替了以前的金属支架，安装了加气混凝土套筒。因此，消除了能量泄漏和热损失。

组装时，传统上会将管道的边缘切碎，因此，每次组装时，整个激光AE都会略微缩短。最后，我设法组装了它，并且能够在没有工作物质的情况下开始全面培训。此类培训的主要目的是使AE升温至工作温度及更高温度，以完全燃烧掉实际上残留在排放通道陶瓷管和内部高温绝缘层中的所有残留挥发性杂质，尤其是在无意中将真空泵中的机油注入管中之后。为了防止再次发生这种情况，我将经典Drexel形式的集油器冲洗到真空软管的间隙中。奇怪的是，常规化学部分没有真空泄漏。放电物发白，表明释放了杂质。培训必须延长到几个小时，以使所有剩余的油蒸发并燃烧，并且排出的气体具有正常的粉红蓝色，这是氩气的特征。在训练过程中，尽管阳极和阴极发红，但AE仍能加热到工作温度，并且电极头的加热出乎意料地适中。
培训过程：培训

结束时，放电的颜色变为氩气的特征色。

放电通道像电极一样非常有害地加热。即使通过绝热也可以看到发光。

训练后，将试管中充满氩气至大气压，将配件关闭，并保持此状态。

同时，我正在寻找激光的实际工作环境-锰。事实证明这是出乎意料的困难，所有熟悉的化学家都无奈地打了个手势，不知道从何处得到锰，出售锰的互联网商人只出售桶装货车，其纯度远不及“激光”-主要成分的95％物质。而且，在互联网上，也有独特的人试图以一公斤白银的价格出售200克99％的锰，即使需求“要等一个月才能从德国运出”。当地的化学试剂商店中也没有金属锰，但其中有盐，我试图从中自己获得金属锰。有关更多信息，请参见相应的文章。我所有的苦难突然结束了当来自网站PeriodicTable的创建者通过邮件发来一个高纯度锰的小国王时，他对此深表感谢。

此后，剩下的工作就是为工作物质制造石英舟并将其推入排放通道。必须在吹玻璃车间订购船只。准备好之后，我将小块物品与国王分开，将它们放在船上，船本身很容易通过激光镜的开口滑入排放通道。

然后，镜子被放回原处，开始测试。

在将激光管抽到最大真空后，我将镜子对准，它们必须在真空下对准，因为否则密封件变形时对准将失败。顺便说一句，我忘了说镀铝的聋镜和平面平行石英板作为输出窗口被用作镜子。使用LGN-109学校氦氖激光器调整了镜子。

开始之前先进行激光治疗。

燃气系统。

然后我以10托的压力发射了一小束氩气。我决定用氩气“加速”激光，因为其中有很多氦气。在此压力下，放电容易点燃，激光开始预热。他很快变暖，当放电通道发出深橙色的光辉时，放电颜色从粉红色变为蓝绿色变得明显。

然后，放电辉光在该斑点的中心出现了一个明亮的绿色斑点，在该斑点中，从嵌入放电通道的舟皿中推测出阴影，这部分遮挡了通道的光孔。一代已经收到！

氩气之后，将氦气引入AE，并关闭氩气，这立即使发电功率增加了数倍，并且通过选择氦气压力，它达到了最大功率。泵浦模式（电压，ChSI）的选择使得可以保持激光器的固定热态并稍微观察辐射。由于船阻塞了光圈，一道不规则形状的明亮的，可见的，有毒的绿色激光束从出射窗倒出。

同时，有足够的力量在聚焦时使木材和纸板碳化。由于光束无用的形状，其聚焦效果很差。考虑到聚焦不良的光束能够使胶合板碳化，我估计其功率约为1 W，但仅此而已。

充分播放并拍照后，我关闭激光并使其冷却。经过这个实验，可以得出几个结论。主要结论-工作物质在船上的放置-是一个一般的想法。光孔受到很大影响，高达70％的电势仍未实现。在铜蒸气激光器中并非没有，放电通道的横截面是可变的，截面较大。正是在它们中定位了工作流体，并且通道孔限于管的较窄部分。如果可能，使直径差尽可能小。运转良好的“工作流体蒸汽发生器”的创建已成为工业AE开发中一项单独的重要任务，要解决该问题，需要制造大量不同的原型。在我的情况下，更容易忍受部分功率的损失，但您可以根据需要离开船。给我的第二个意外的惊喜是，当拆卸排放通道中的激光时，船上几乎没有剩下什么。事实证明，熔融锰可溶解石英。因此，您越需要摆脱船只。但是，如果您不摆脱困难，那么至少要用另一种材料制成它们，例如leucosapphire。看来，这是这种侵略性条件的唯一选择。具有特征的是，很容易获得合适的工件-钠灯燃烧器是由隐蓝宝石制成的。好了，电极头的安装需要重做，因为进一步的拆装操作使激光盒无法使用。至于其余的激光器，在我的实践中，我可以称其为合理的排他性激光器，因为没有一家企业在前苏联生产过任何锰激光器，也不是世界。锰激光从未离开实验室的墙壁。为什么-我不明白。也许是因为它的波长非常接近标准532 nm，这是使用固态激光器和倍频获得的，不需要复杂的高压电源和寿命有限的易碎激光管。在需要高功率且可见光波长的辐射衍射发散的地方，已经有铜蒸气激光器，其效率要高出5倍。尽管如此，我想说锰激光是无可避免的遗忘，并且很可能在DPSS时代之前就可以在市场上买到。另外，产生波长为535 nm的辐射的th蒸汽激光器也没有离开实验室的壁。但是不，我不会的为什么在使用更容易使用的波长为534 nm的锰时，为什么要使用极度危险的物质和非常复杂的泵浦工作呢？但是我尝试了铅，但是关于此辅助实验也将有单独的注释。

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自制锰蒸气激光

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