Рубиновые лазеры (общая тема)

Век живи - век учись! Как говорится.
Всегда искренне думал что спиральная лампа в рубиновом лазере это фейк. Благодарю всех участников за то что подсказали и объяснили что это не так. И такая конструкция действительно существует.

 

стремленьем к истине свой мозг понудив, прикрышись одеяньем скрмности
Лисенок шествовал к вершинам знаний!

 

"На всех путях, рассудок твой ведущих
К Познанью правды, ты не торопись
Спешить вперёд с толпою тех бегущих

Безумцев, что глядят и вверх и вниз
И все вопросы быстро разрешают,-
Но к истине с оглядкою стремись.

Пусть, как свинец, в пути отягощают
Твою походку цепи долгих дум.
Те на тропу опасную вступают,

Что действовать привыкли наобум.
Всё дальше тот от истины уходит,
Кто, заразив обманом слабый ум,

В потёмках, как лунатик, колобродит.,-
К примеру, Брис, Мелисс и Парменид,
Что заблужденья сеяли в народе.

Нелеп, но страшен всяк, кто норовит,
Бежать вперёд, тропу нащупав еле
И за собой ведя забывших след.

Так поступали Арий и Савелий,
Что оскорбить грехами чёрных дел
Страницы книг священных захотели.

Пусть разум человека будет смел,
Но делу знанья не сулит угрозы.
Так колос, что покамест не созрел,-

Ещё не хлеб; так в лютые морозы
Шиповник коченеет и дрожит
От стужи, а весной приносит розы;

Порой корабль так к берегу спешит,
Уже решив, что миновал пучину,
Но миг один - и он волной разбит

У пристани... Пусть Берта и Мартино -
Когда пред ними праведник и вор,-
Два голоса сливая воедино,
Не произносят скорый приговор,

Чтоб в дураках однажды не остаться,
Поскольку нам известно с давних пор:
Один способен пасть, другой - подняться."

 

Пришло широкополосное зеркало 400-700 нм. Поставил. Лазер с ним работает лучше, чем со старым зеркалом от ГОР-100! Отлично!

 

Доработал заодно блок питания.

 

Обернул рубин вот такой вот трубочкой, залил водой квантрон. Это кварцевая трубочка для защиты от УФ для косметических аппаратов. Она чуть жёлтая.



И получил... сильное падение энергии луча. Там сейчас буквально центр рубина только работает. Пятнышко выжигается хорошо если 1-2 мм в диаметре вместо 8 мм. То ли эта трубочка так всё фильтрует, что большая часть энергии поглощается (так-то рубин должен в УФ тоже светиться), то ли она работает линзой и собирает излучение в центре рубина, то ли ещё что виновато, но ничего хорошего не вышло. Эти трубочки, вообще, на лампы одевают. Но мы ж идём своим путём. Придётся снимать.
Интересно, много ли УФ в разряде ИФП-1200 при 700 В разряда и 1000 Дж? И сильно ли рубин боится УФ? Может, всё не так страшно?

Хотя, конечно, искры даёт. Может, так и оставить... Хм...





Вот спектр ИФП-800. В принципе, он должен соответствовать спектру ИФП-1200. Но этот спектр для напряжения 1600 В. А у меня на ИФП-1200 всего 700 В. Тем не менее, доля УФ значительная. Весь вопрос только в его вредности для рубина. Подозреваю, что кварцевое стекло легировано европием (потому и жёлтое). Если это так, то европий, помнится, переизлучает в неудачной для рубина области поглощения. Потому, возможно, и просела энергия луча.

 

Вот спектр пропускания кварца:



А вот спектр пропускания кварца с европием (КЛЖ-3).



и КЛЖ-7:




Полагаю, китайские кварцевые трубочки недалеко ушли от КЛЖ-3. Это означает отсечку всего, что ниже 350 нм. А там у ИФП-800 солидная часть горбика присутствует.

А вот спектры люминесценции европия. Правда, не в кварце. Но, полагаю, разница для кварца небольшая.



А вот спектр поглощения рубина с 0.05% хрома.



Скажем так, европий не попал. Увы. УФ он отсёк, но переизлучил на неудачных длинах волн. С другой стороны, у рубина поглощение ниже 350 нм не очень. Ниже 200 нм, конечно, поглощение начинается, но в спектре ИФП-800 там уже мало чего есть. Тогда почему же так просела энергия?

 

В общем, убрал этот УФ-фильтр. Сразу энергия сильно выросла. Правда, попутно сломал лампу ИФП-1200... Ну да ладно. Ещё две есть.
Этот рубиновый лазер пробивает монету 1 рубль с одного импульса с острой фокусировкой.
Кстати, пока лазер был разобран, сделал "пых" открытого квантрона с 800 Дж и 2000 Дж. Интересно, что после 800 Дж (на обе лампы) озоном прилично пахло. Но с 2000 Дж я запаха озона особо не уловил. То ли я не заметил озон во второй раз, то ли при повышенном напряжении(и энергии) доля УФ в разряде почему-то снижается. Странно. Ещё интересно, как вода поглощает УФ?
Педивикия даёт такую картинку:



В принципе, в районе 350 нм там подъём поглощения. Хотя в целом поглощение весьма невелико...

 

Нормально, вы задушили осовную линию поглощения рубина и еще удивляетесь!

 

А кстати, да. Не обратил внимание, что 410 как раз европий забивает.
Но меня сейчас больше интересует вопрос, насколько рубину плохеет от УФ?

 

• — Вчера на вокзале ко мне подошла старушка и предложила купить вечную иглу для примуса, а я не купил. Мне не нужна вечная игла. Я не хочу жить вечно.
• Остап Бендер "Золотой теленок"

 

К сожалению, в одной советской книжке был график снижения эффективности для Nd:YAG от числа импульсов (?) без поглощения УФ. И было сказано, что пара сотен импульсов большой мощности приводит к снижению КПД процентов на 10. Но вот что там для рубина, я не помню. Никак не могу книжку найти. Увы.

 

О, нашёл! Белостоцкий Б.Р. и др. - Основы лазерной техники. Твердотельные ОКГ - 1972.

Там сказано про стёкла, но вроде как это железо восстанавливается и в рубине (как примеси, хотя откуда они там я не очень понимаю - вроде же очистка кристаллов высокая должна быть).

 

А интересно, я старый рубин в К-107 качаю ИНП3-7/80А с отсечкой УФ. Цвет отсечки жёлтый в отражении. Может, там тоже европий? Тогда станет понятно, почему энергия такая низкая. Поменяю-ка я лампу на ИФП-800 да попробую...

 

Тогда на просвет должен быть синий, как дополнительный цвет!

 

Там сложно сказать, что на просвет. Плёночка-то тоненькая.

 

Думаю, что с той интенсивностью, с которой мы их эксплуатируем, про вред УФ для АЭ можно забыть.
Стало интересно: обычное оконное стекло хорошо гасит жёсткий УФ. Трубка из обычного натриевого стекла, неужели не сможет защитить АЭ? Она и спектр преобразовывать не будет. Ну будет, наверное, но не так сильно, как допированные церием/европием трубки.

 

У рубина обесцвечивается активная часть. В квантронах с воздушным охлаждением, ГОР 100 к примеру. Визуально даже видно стержень который поработал.
В квантронах с водяным охлаждением уже возможно используется стекло с добавками, для уменьшения влияния УФ составляющей.

 

Вот знать бы график, как вышеприведённый...

Да, но в каких толщинах...

Для неодима легируют европием (в К301), для остальных в воду добавляют хромат калия K2CrO4 или бихромат калия K2Cr2O7 в концентрации 0,02%. У меня есть пара килограмм бихромата, но... он канцерогенен, он ядовит, он сильный окислитель и будет портить мне алюминиевую вставку в покрытом хромом латунном квантроне. В общем, нет.

 

Когда я экспериментировал с люминофорами, стеклянной пластинки толщиной 1мм из силикатного стекла хватало что бы перекрыть УФ излучение ртутной кварцевой горелки.
На лампу такую стеклянную трубку одеть скорее всего будет нельзя, лопнет, а на рубин можно попробовать.
Но ИМХО смысла нет. В рубине нет соединений которые могли бы ухудшить его работу. Плюс элементы дешевые и купить их не проблема.
А вот для ГЛС это справедливо, значительное ухудшение характеристик из за УФ излучения. Так как основная проблема стекольного производства, это примесь железа. Можно сделать чистый продукт. Получить тетрахлорид кремния, ректифицировать в вакууме, потом гидролизовать водяным паром и далее использовать при варке. Но раньше никто этим судя по всему никто голову не забивал и варили стекломассу из того что есть, по принципу и так сойдет.