Домашняя звезда смерти (запуск ГОС1001)

Тема в разделе 'Заводские, промышленные лазеры', создана пользователем V. Frankenstein, 29 июл 2018.

  1. V. Frankenstein

    V. Frankenstein Пользователь

    Так случилось, что несколько лет назад удалось спасти от помойки излучатель самого мощного серийно выпускавшегося лазера общелабораторного назначения -- ГОС-1001. В течении нескольких лет после этого было куплено штук 30 конденсаторов к41и7 и найдены родные балластные дроссели и поджигающие трансформаторы для каждой из его ламп накачки. Совсем неспешно я собирал все необходимые детали для того, чтобы когда-нить попытаться запустить этот лазер. А когда я стал слышать от разных людей заявления типа "даже не пытайся, у тебя ничего не получится, запустить такой лазер в домашних условиях невозможно блаблабла", то это лишь ещё больше возбудило мой интерес к попытке запуска этого лазера и именно в домашних условиях. Но занялся я этим уже после завершения моего проекта -- лазера на парах меди. В перву. очередь нужно было собрать макет источник питания для заряда конденсаторов, а также собрать все 4 разрядные цепи (так как ламп накачки в лазере 4 штуки, ИФП20000, на минуточку) и проверить правильность её работы, одновременность пробоя всех 4х ламп. Для зарядного источника пришлось мотать с нуля силовой высоковольтный трансформатор, так как подходящего в наличии не оказалось. В дальнейшем выяснилось, что конструкция родных поджигающих трансформаторов недостаточно надежна, время от времени происходили пробои изоляции, поэтому я их тоже перемотал усилив изоляцию и больше отказов с их стороны не было. Помимо всего этого я добавить схему основанную на реле времени которая позволяет изменять напряжение до которого заряжается батарея конденсаторов, и соответственно выбирать уровень запасенной энергии в них. Первые пуски источника питания для отладки всех его узлов я осуществлял лишь с одним конденсатором на каждой из ламп. Убедившись что все работает правильно, я собрал батарею из 20 конденсаторов, которая позволяет набрать 25 кДж при напряжении заряда 5 кВ. Батарея конденсаторов поделена на 4 секции по 5 капов в каждой с общей земляной шиной, каждая секция заряжается через свой зарядный резистор. При выключении источника питания из сети, или средствами его органов управления, весь заряд из батареи сливается на зарядные резисторы нормально замкнутым вакуумным выключателем ВВ-5, таким образом в обесточенном состоянии вся батарея сохраняется замкнутой на достаточно низкоомные резисторы.

    Блок заряда и поджига выполнен отдельным устройством, на нем же размещены все органы управления -- общий выключатель, кнопки включения и остановки заряда, ручка регулировки энергии заряда, выключатель блокировки заряда с "ключом зажигания", и самая маленькая кнопка -- поджига ламп накачки. Также есть разъем для подключения выносного пульта и индикаторные лампочки контроля срабатывания ламп накачки.

    Готовый макет источника питания выглядит так.

    [​IMG]
    Блок поджигающих трансформаторов
    [​IMG]
    Зарядные резисторы и балластные дроссели разрядных цепей
    [​IMG]
    Слева виден силовой зарядный трансформатор, правее его контактор.
    [​IMG]

    Потом наступила очередь излучателя. Дефектовка выявила довольно заюзанные отражатели ламп, уставшие зеркала резонатора, и полную негодность изоляции внутренней проводки в некоторых местах. Изоляцию удалось восстановить, а вот отражатели и зеркала пришлось оставить как есть, что ставило под вопрос успех всей затеи, особенно если учесть что заявленная в инструкции энергия накачки при которой есть стабильная генерация излучения составляет 20 кДж, на хорошем излучателе.

    Изоляция "до"
    [​IMG]
    И "после"
    [​IMG]
    Покрытие некоторых отражателей облазит
    [​IMG]
    Зеркала резонатора тоже таксе, покрытие пошло трещинами.
    [​IMG]
    Общий вид всей "лазерной пушки". Система охлаждения взята стандартная, УО-1
    [​IMG]
    [​IMG]

    Итак, все оптические элементы очищены от пыли, резонатор отстроен с помощью вспомогательного ге-не лазера, сделаны первые пробные выстрелы с энергией заряда 9 кДж. И уже очень бодро высекаются искры из стали в фокусе короткофокусной линзы! Энергия порога генерации оказалась настоящим подарком, при том, что ожидаемый уровень был никак не меньше 15 кДж. В дальнейшем с выходом на полную энергию накачки 25 кДж стало понятно, что толщина пробиваемого куска стали несколько меньше чем та, что я ожидал. Виной всему очень сильная расходимость и очень говёный модовый состав пучка, который не позволяет сфокусировать его достаточно остро. Ещё одним сюрпризом стало то, что энергия нестабильна от выстрела к выстрелу. В основном из-за того, что от вибрации слетает юстировка резонатора. Тем не менее сталь толщиной 2-2.5 мм дырявится одним выстрелом, одним выстрелом дырявится любая монета, с достаточно большой (около 1 мм в диаметре) дыркой, при тщательной настройке фокуса дырявится алюминиевая пластина толшиной 6 мм за 2 последовательных выстрела. При плохой фокусировке нужно 3 выстрела. Попутно я сделал замеры выходной энергии своим прибором ИКТ-1, на вход фотоприемника поставил шайбу ограничивающую диаметр пучка входящего в фотоприемник. По результатам измерений стало понятно, что максимальная выходная энергия составляет 450 Дж при 25 кДж накачки. Напомню, что в родном источнике находятся 48 конденсаторов, а величина запасаемой энергии может составить 60 кДж. У меня же в данный момент только 20 капов подключено и ещё десяток лежит в запасе. Так что резерв повышения выходной энергии имеется и он весьма большой. А теперь несколько фоток стрельбы. Домашняя обстановка, думаю, угадывается)))

    Стрельба в стальные предметы
    [​IMG] [​IMG]

    Сильнейшая засветка рассеянным ИК-излучением лазера.
    [​IMG]

    Дырявые монеты
    [​IMG] [​IMG]

    Стрельба в алюминиевую пластину и её результаты
    [​IMG] [​IMG] [​IMG] [​IMG]

    Увы, стрельба через короткофокусную линзу не проходит бесследно для линзы. Факелом плазмы и испаренного металла линзу достаточно быстро пячит до потери прозрачности и оптической поверхности. Что тоже вносит свой вклад в ухудшение фокусировки. А длиннофокусная линза не позволяет получить пятно малого диаметра в фокусе -- расходимость пучка большая.
    [​IMG]
     
    Лексо, Evgeny, AlexDark и 2 другим нравится это.
  2. Лексо

    Лексо Пользователь

    Длина волны излучения?
     
  3. suslox

    suslox Пушистикс Staff Member

    Так вроде же это классический твердотел на ИАГ с Неодимом на 1064нм.
     
  4. Лексо

    Лексо Пользователь

    Ясно...

    Честно говоря, от одного вида такого количества высоковольтных конденсаторов становится не по себе...

    Автору, можете подробнее рассказать о линзе, которой излучение фокусируете.
     
  5. V. Frankenstein

    V. Frankenstein Пользователь

    На самом деле там не ИАГ, а неодимовое стекло, кристаллов ИАГ таких размеров я не видел ни разу. А линза самая обычная из какого-то разобранного объектива.
     
  6. Лексо

    Лексо Пользователь

    Какая марка стекла нужна для таких мощностей?

    Фотография показывающая засветку рассеянным светом лазера, выполнена обычной камерой c фильтром UV/IK?
     
    Last edited: 20 сен 2018
  7. V. Frankenstein

    V. Frankenstein Пользователь

    Камера была без всяких фильтров, просто мыльница. Стекло повреждается не излучением а летящим горячим говном, нужно защитное стекло просто перед линзой, но оно уронит энергию луча на 10% примерно.
     
  8. Лексо

    Лексо Пользователь

    Камера с удаленным фильтром?
     
  9. suslox

    suslox Пушистикс Staff Member

    А в чем разница в лазерах на ИАГ и неодимовом стекле? Длина волны одинаковая...
     
  10. V. Frankenstein

    V. Frankenstein Пользователь

    В технологии изготовления и режиме работы. Из стекла можно делать просто гигантские активные элементы, плиты размером с домашнее окно, например, и получать огромные энергии светового импульса, но из-за малой теплопроводности не получается работать в непрерывном режиме (иначе АЭ треснет), а гранат не получается растить большого размера, зато он прекрасно работает в непрерывном режиме.

    Нет, оттуда никто ничего не удалял
     
    suslox нравится это.
  11. Лексо

    Лексо Пользователь

    Надеюсь, работаете в защитных очках?:confused:

    Насчет остального респект! Вам бы свою увлеченность и знания направить в промышленное русло...
     
  12. Barhan007

    Barhan007 Пользователь

    Браво!
     

Поделиться этой страницей