La meilleure TOPOLOGIE pour un laser TE N2 !

[rocketman340]

Ce matin j'ai démarer la construction d'un laser à azote à décharge longitudinal avec la meilleure TOPOLOGIE réalisable pour un laser de ce type.
Pour cela il faut minimiser l'inductance du circuit de décharge et pour cela il faut :

1. Faire le circuit de décharge le plus petit et compact que possible
2. Faire un montage coaxial de tous les élements ( condensateurs, éclateur,tube de décharge)
3. Utilisé un diélectrique ayant un permitivité la plus élevée que possible (BaTiO3)
4. Pressurisé l'éclateur pour diminuer son inductance
5. Opté pour un bon diamètre du tube de décharge pour avoir un excitation maximum
6. Faire un système de préionisation (pas indispensable augmente de 30% l'énergie de sortie)
7. Ajusté au mieux le miroir arrière !
8. Optimiser la pression de travail sachant que plus la pression est élevée plus l'énergie de sortie est grande !

Voici quelques photos suivra une video ,mesure de l'énergie, durée de pulse, puis pompage axial d'un laser à colorant !
Si vous avez des questions n'esiter pas!
Rocketman340

[nikoones]

donc, c'était çà le secret !!

jolie boulot en effet, mais j'ai peur de percer mes condensateur, alors je ne pourrai pas faire comme ton laser, mais je pense que la topologie ce doit être 20 ou 30% de rendement en plus comparé à la topologie de départ de mon LEN2 je vais dont m'en approcher , mais ce sera un montage 100% home made il y a juste les pièces précises que je vais faire réaliser par un pro de l'usinage, mais par contre je me demande une chose : je veux réalisé ( pour des raison de cout et de facilité de trouver les matériaux ) les électrodes en laiton et je me demande s'il ne serai pas mieux d'utiliser un insert en acier ( ou en tungstène voir plus facile a trouver en titane ) qui servira d'électrode en contact avec le plasma , car pour l'instant sa tiendrai comme çà, mais à la longue cela ne risque pas de s'user ?? ou bien le laiton suffit il ??

de plus j'ai fait comme toi ( suivant un de tes conseil ) j'ai mis un spark gap pressurisé mais là je vais en faire un autre plus adapté, mais aussi pressurisé a 2 ou 3 bar avec le matériel que j'ai, soit je fait usiné un spark gap d'après mes plan aussi, enfin bref, j'ai du boulot pour cette année et un peu pour l'année prochaine

en tout les cas c'est du bon boulot, j'attends avec hâte la vidéo et les paramètre tel que la puissance impulsionnel !!

c'est cool

[shrad]

utilises-tu encore le meme schema?

j'ai l'impression que ton spark-gap n'est pas en parallele avec le condensateur, si? il n'est pas plutot en serie avec le condensateur?

comment fais tu pour rendre le spark gap colineaire au tube tout en gardant une decharge stable dans le spark gap? en etant colineaire, soit on a des electrodes de spark gap spheriques et on ne peux pas passer le faisceau a travers, soit on a un tube qui passe au milieu des electrodes du spark gap, et les electrodes du spark gap ne sont pas optimales, et en plus elles engendrent une fatigue du verre a l'endroit de la decharge en plus d'une faiblesse due a la pressurisation autour du verre

c'est un detail qui me chipote, d'autant que j'etais pret a forer mes condos pour verifier le theoreme (pas de plaquage cuivre sur mon capillaire, mais de la tresse de masse coaxiale dans laquelle je vais enfiler le tube)

[rocketman340]

Réponse à Nikoones
Première question à se poser ; ça sert à quoi ?
pour ton usage personnel ...... dans ce cas tu peux utiliser de l'alu (comme moi plus facile à usiné et moins cher)
Le plasma n'est pas chaud et l'intensité de l'ordre du kiloampère donc pas de problème.

Si c'était pour réaliser un laser à rayon X par décharge capillaire dans l'argon ( 200 kV 150 kA 15 kJ) là tu devra utiliser
de l'elconite un alliage de 75% de cuivre et 25% de tungstène il se laisse usiner facilement.

Rocketman340

[rocketman340]

Réponse à Shrad,
avant de te répondre, regarde la video demain et tu comprendra !
Rocketman340

[rocketman340]

voici quelques photos du test aujourd'hui
claquage entre le diélectrique du condensateur C2 et le tube capillaire
demain démontage et réparation
Rocketman340

[nikoones]

salut rocketman,

pas de chance , mais je te fait confiance pour que çà marche !!

par-contre j'ai vue que tu utilisé une résistance de 1kilo-ohms c'est juste ou c'est une erreur sur la photo ??

et le spark gap est il pressurisé ?? et si oui à combien ?? 2 bars ??

sinon comme d'habitude super boulot !!

[rocketman340]

Salut Nikoones,
oui la résistance fait 1k car je charge en 50 microsecondes !
je pourrai aussi mettre 100 Ohm mais j'ai un stock de résistances de 1k
Le sparkgap je le pressurise avec un seringue plastique de 100 ml donc la pression va de 2 à 5 bar suivant la force à laquelle je pousse le piston
L'avantage du système il est très simple et me permet de trouvé rapidement la pression optimum suivant l'énergie de sortie laser.
Parcontre il faut un éclateur étanche aux gaz

[rocketman340]

voilà le laser fonctionne !
j'ai dû démonter complètement le laser (cassé) car j'ai eu un claquage au niveau du diélectrique d'un condensateur.
Comme le le tube capillaire était collé avec une colle Epoxy imposible de le sortir du condensateur donc je l'ai cassé au mateau.
Le laser est maintenant plus court le capillaire fait 1.9mm x 6 mm et 140 mm de long.
Demain je mesure l'énergie et la durée de pulse et je pompe un colorant.
Voici le lien de la video. http://www.youtube.com/watch?v=0EOficvBBMU

Rocketman340

[nikoones]

cool j'ai hâte de voir quel est la puissance impulsionnel de ce "canon" vu que je me construit a peu près le même , mais en moins bien ( topologie différente ( j'ai déjà commander les pièce à usiner chez un collègue du forum )) ...

[rocketman340]

Le laser comme il est construit actuellement peut être encore amélioré au niveau de la performance en changeant la topologie par l'intégration de l'eclateur dans le condensateur Cs de 3 nF.
Mais je ne ferais pas cette étape car j'ai beaucoup d'autres projets de réalisation
Après les mesure d'énergie et de durée de pulse, et le pompage d'un colorant en mode longitudinal,
je vais construire un laser à air avec une ligne de blumlein
en dioxide de titane TiO2 qui a une permitivité de 70,
cela n'a jamais été réalisé au monde !!!!!!!!!

Rocketman340

[shrad]

rocketman, petite question...

la connection au tube pour la preionisation se fait par couplage capacitif ou alors tu as utilise une colle epoxy conductive a l'argent? (idem pour la connection entre les condensateurs)

maintenant que je le vois la topologie coaxiale avec spark gap en "T" parait effectivement evidente... tu as l'experience de ton cote !

quelle est la peinture conductrice que tu utilises pour le plaquage?

[rocketman340]

Salut Shrad,
le couplage entre le capillaire et le tube de cuivre extérieur ( masse ) se fait par couplage capacitif dans le gaz.
Le tube de cuivre fait 7 mm diamètre intérieur et 10 mm extérieur et le capillaire fait 6 mm ext et 1.9 mm int donc la distance de couplage est de 0.5 mm TRES IMPORTANT POUR OBTENIR DE LA PUISSANCE !
La surface de l'électrode est 49 x pi / 4 mm2 donc importante pour la cathode !

La colle je prends de l'ARALDITE (epoxy 2 composants) et j'y ajoute de la poudre d'argent de 1 microns jusqu'a ce que la poudre commence à se lier difficilement
Mais on trouve sur le marché des colles argent mais c'est très chère ! Conductive silver coating 3850 de Holland Shielding Systems BV

Rocketman 340

[rocketman340]

voici la video pour la mesure de l'énergie au microjoulemètre MOLECTON et la durée de pulse avec une diode à avalanche PIN

http://www.youtube.com/watch?v=GnhkkZTKFqQ

Rocketman340

[shrad]

Le tube de cuivre fait 7 mm diamètre intérieur et 10 mm extérieur et le capillaire fait 6 mm ext et 1.9 mm int donc la distance de couplage est de 0.5 mm TRES IMPORTANT POUR OBTENIR DE LA PUISSANCE !

tu as donc enfile un tube de cuivre autour de ton capillaire?

est-ce qu'il s'agit de la partie plaquee cuivre du capillaire ou est-ce qu'il s'agit de la partie nue sur laquelle tu enfiles les condensateurs + OC ?

normalement je vais recevoir des miroirs OC UV argon, je compte faire comme pour un laser CO2 LE continu qui a un HR plan et un OC avec un rayon de courbure plus grand que la taille de la cavite pour rester TEM00 (je ne sais pas si le meme principe s'applique mais ca devrait car gaz diatomique et excitation longitudinale)

ce que je me demande, c'est si mon capillaire de 2mm dia exterieur et 1.5mm dia interieur tiendra le coup... je comptais faire le meme que ce que tu as fait comme topologie, mais avec une tresse de masse enfilee autour du capillaire pour la preionisation, et des condensateurs titanate de barium perces au centre, le tout entre deux supports de miroirs

mais j'ai peur de peter le capillaire donc je vais d'abord tester avec un petit Marx lineaire classique, avec l'electrode de preionisation connectee a l'avant dernier etage du marx pour commencer, puis si ca ne fonctionne pas correctement je la connecterai au dernier etage

je vais donc me construire un petit Marx 5 etages (en theorie 50kV avec ma petite alim toute rikiki de globe plasma modifiee...) et ensuite je testerai avec le premier tube (j'ai regle le probleme de fuite mais il y a un fil de colle de la taille d'un cheveu qui est venu se mettre en plein milieu de la cavite... on ne sait jamais quelles proprietes magiques ca pourrait avoir...)

si ca fonctionne, je me refais un nouveau tube avec les optiques AD HOC

Rocketman, sais tu si le ZERODUR est transparent a 337nm?

[rocketman340]

effectivement le tube de cuivre est 20 mm plus long que le tube capillaire, ça fait une réserve de gaz supplémentaire
sur la partie nu sinon ça ne marche pas tu es en cours circuit !
avec un capillaire de 1.9 à 2 mm et un rayon de courbure de 500 mm tu seras TEM00
Parcontre il faut que le miroir totalement réflecteur avec le rayon de courbure soit parfaitement alligner et centré sinon
tu auras des réflection rassante sur le tube capillaire qui fera office de guide d'onde et tu aura une sortie en forme d'anneau de Newton!
ton capillaire va être très fragile, moi avec le miens 1.9 int et 7 ext j'ai eu peur de le cassé alors toi tu vas paniquer!
Le ZERODUR transmet depuis 400 nm jusqu'à 2800 nm donc ça ne va pas pour l'azote

Rocketman340

[shrad]

au moins je pourrai mettre du zerodur en HR

OK pour le tube de cuivre

je vais essayer tout ca et voir ce que je peux arriver a faire...

EDIT : je suis con, si ca transmet pas, ca absorbe