Рубиновый лазер Франкенштейна

Нет, оптический пробой я не наблюдал на этом лазере. Я собственно и не сильно старался фокусировать излучение, когда стояло это стекло в резонаторе. Ну и энергии скорее весего не хватало.

 

Хорошо. Я тогда попробую сфокусировать получше, отпишусь. Полную энергию накачки (4023-4485 Дж) использовать боюсь, вдруг АЭ повредится. Сегодня в накачке было 2490 Дж.

Гранат с Cr4+YAG-затвором на 234 Дж накачки давал искру. Повышение энергии накачки ни к чему особенному не приводило, но стало боязно за АЭ и по этой причине более 1500 Дж не проверял на гранате. Опять же, как уже заметил, разницы не было: хоть 234 Дж, хоть 1500 Дж.

 

К сожалению лазерная искра у рубина с затвором КС-19 возникает лишь при "облегчающих" обстоятельствах (фокусировка на мишень). Просто в воздухе - увы, нет. И фото... К сожалению, при фотографировании "режутся" кадры:

А это следующий кадр, после предыдущего:

И ещё один выстрел:

 

Ещё делал записи осциллограмм при свободной генерации и при использовании КС-19 в качестве затвора. Чуть позже выложу и их. Отдельные пички при свободной генерации напоминают буквы "М", с акцентом на вторую вершину. При формировании гигантского импульса получается одна большая буква "М" (такая, некая визуализация квантовых эффектов). При "перекачке", оказывается, получаются два гигантских импульса. Увидел это только на осциллограмме. Также исследовал свободную генерацию при разных энергиях накачки: чем больше энергии, тем длиннее импульс, несущественно, но всё-же он удлиняется. Так с 0.9 мс в начале генерации, до 1.5 мс при максимуме накачки. В среднем (оптимум) 1.2 мс.
Гигантский импульс при использовании в качестве затвора КС-19 имеет продолжительность 2 мкс. Т.е. КС-19 не ужимает импульс до 100 нс. Зато и рубин не повреждается. А вот красители, кажется, могут ужать до 100 нс и даже до 50 нс, но, увы, есть риск повреждения рубина. Ещё интересно, но не всегда удаётся получить гигантский импульс со стеклом на одной и тойже энергии накачки. Так он может возникнуть при напряжении 2600 В, а в другой раз (другой участок стекла) только при 3000 В. Причём при 2600 В ничего вообще не происходит: стекло не просветляется, резонатор разорван, на осциллограмме только импульс лампы вспышки. Видимо стекло не совсем однородно.

 

КС-19 не единственный фильтр, который используется для модуляции добротности рубина. Применяют ещё КС-18. Ещё я видел поглощающий элемент в виде ячейки с парами йода, с её помощью можно моноимпульс получить. Выглядит она как небольшая трубка с окошками, внизу сосок с кусочком йода, воздух из трубки выкачан. При нагреве соска йод испаряется, подбором температуры можно регулировать величину начального поглощения и добиваться требуемых параметров импульса излучения. Оптический пробой на рубине получить сложно, поскольку для видимого света требуемый градиент электрического поля световой волны в фокусе больше, чем для ИК. Нужна при длительности 20-100 нс большая энергия луча, как минимум единицы Дж, обычно удается получить при использовании системы генератор-усилитель.

 

На Ваших фото нет оптического пробоя, просто вспышка горящего материала мишени.

 

"На Ваших фото нет оптического пробоя, просто вспышка горящего материала мишени.", всё же не соглашусь с Вами. Ибо щелчок совсем другой + не горение мишени, а взрывание поверхности в пыль. Это так выглядит на фото, как горение. Очень жаль, что не удаётся зафиксировать красивые события на фотоаппарат также, как их видит глаз. Цвет искры - синий. На фото на него накладывается красный свет рубина и получается что-то лиловое.

 

Излучение с модулированной добротностью с мишенью взаимодействует действительно совсем иначе -- с очень резким щелчком и ослепительно белой вспышкой. Но если вспышка оставалась только на поверхности мишени -- то это просто горение мишени. Именно шарик из плазмы в воздухе наблюдался?

 

Это осциллограммы, как и обещал.
Регистрация в режиме высокого разрешения:
Свободная генерация:


Модуляция добротности:


И сам пичок:


Регистрация в авторежиме:
Свободная генерация:


Модуляция добротности:


И сам пичок:


А это двойной гигантский импульс:
Регистрация в режиме высокого разрешения:


Оба пичка (левый и правый) одинаковы:


Регистрация в авторежиме:


Оба пичка (левый и правый) одинаковы:

 

"Применяют ещё КС-18", а вот это интересно.
"Ещё я видел поглощающий элемент в виде ячейки с парами йода", интересная идея, но где-ж её взять...
"Нужна при длительности 20-100 нс большая энергия луча, как минимум единицы Дж", единицы Дж в свободной генерации? Ведь в модулированном там мДж.
"Именно шарик из плазмы в воздухе наблюдался?", он возникает между мишенью и линзой. Ну да, в воздухе, получается. Шарик плазмы синего цвета. Без мишени, чтобы просто в фокусе линзы - такое только у граната было и то у первого. У второго граната, который в частотном режиме работает, энергии тоже не хватает и шарик возникает лишь при появлении мишени (возникает как в воздухе между линзой и мишенью, так и на поверхности самой мишени).

 

Можно чуть информации, о методике измерений.
Как не сжечь фотоприемник?
Что в качестве фотоприемника?

 

нет, с модулированной добротностью

 

Я поставил со стороны глухого зеркала светоделительную пластинку 50:50, т.о. луч выходящий со стороны глухого зеркала слабнет в 2 раза и отклоняется под углом. Фотодиод установил на расстоянии около 30 см. Ориентировал его по юстировочному лазеру. Юстировку делал со стороны выходного зеркала. А фотодиод ФД263-01.

 

"нет, с модулированной добротностью", ого.

 

Что это за осцилограммы? Гигантский импульс это 5-50 нс , что у вас не понячтно развертка 100 мкс, это как? Не может он и того гигантский, но толку от осцилограмм никакого

 

Те, что с разверткой 100 мкс - это вместе с релаксацией, что-ли. Сам имульс - это вершинка данного "айсберга", которая предствлена на осциллограммах 5, 6, 11, 12, 15, 16, 19, 20. Там развёртки 10 мкс и 1 мкс. Продолжительность импульса 2 мкс. Видимо разные затворы по-разному сжимают импульс. Возможно красители сжимают до 50 нс. Почему, думаю, что красители сжимают сильнее, да потому, что на них у людей сплошь и рядом АЭ повреждаются. С КС-19 торцы не пострадали. Получу КС-18, проверю с ним. Очень любопытно.
Погляжу завтра, что выдаст гранат. Вот у него, думаю, будет как раз 5-50 нс с Cr4+YAG-затвором.
А толк от осциллограмм есть мне, возможно и кому-то ещё.

 

Фотодиод, на этот раз ФД256 подключен в фотодиодном режиме. Предыдущие осциллограммы получены на фотодиоде ФД263-01, подключенном в фотогальваническом режиме.
Картинки стали несколько иными:

Свободная генерация рубина




КС-19 в качестве затвора





А это свободная генерация граната



Cr4+YAG в качестве затвора





Как-то так. По рубину, возможно, проведу эксперименты с красителями в качестве затворов. По гранату - сделаю осциллограммы на другом лазере, который давал искру. Но эти результаты выложу в другую ветку. Всем Спасибо.

 

Оптические повреждения КС-19 после пребывания внутри резонатора со стороны глухого зеркала в качестве затвора:

 

Лазерная искра (рубин) получена, увы, лишь при фокусировке на мишень. Для получения лазерной искры в воздухе не хватает мощности, уж слишком длинный импульс.

 

Хочу поделиться другим способом детектирования излучения лазера фотодиодом, вдруг кому пригодится. Раньше я размещал фотоприёмник со стороны глухого зеркала и использовал дополнительно светоделительную пластину. Теперь же излучение лазера просто направляется на белый экран, расположенный в паре-тройке метров от излучателя. Фотодиод располагается на уровне излучателя и просто "смотрит" в сторону экрана. Точность ориентирования совершенно некритична. Всё просто. Результаты абсолютно идентичны.