Questo e' stato il mio primo laser funzionante che io abbia mai costruito. Il miracolo avvenne
il 20 Dicembre 1997, fu' un vero regalo di Natale!
Vedere funzionare per la prima volta un laser completamente costruito da me e' stata certamente
una delle cose piu' emozionanti della mia vita.
Quel giorno vidi anche funzionare per la prima volta il piu' brillante laser che mai mi e' capitato di vedere.
Eh si' perche' quel laser che all'occhio del profano puo' sembrare un po' rattoppato e' in realta' in grado
di far brillare un foglio di carta bianca piu'di quanto non riesca un comune laser ad HeNe da 5mW.
Fissando il foglietto di carta che avevo messo davanti alla output window non riuscivo infatti a tenere l'occhio
su quella brillantissima e vivacissima righetta blu che si formava ad intermittenza sul foglio.
Non era il certamente basso pulse repetition rate a far sembrare intermittente quella righetta
luminosa sul foglio ma il non regolare funzionamento del laser per via del fatto che in cavita' non era
presente una pressione costante.
Piccola dimenticanza che faceva si' che il laser funzionasse a singhiozzo.
La potenza impulsata emessa nell'UV a 337.1nm doveva essere di certo attorno a qualche centinaio di KiloWatts.
DESCRIZIONE :
Le dimensioni della piastra PCB sono di circa 50x30 cm^2 e di spessore 0.8 mm. Cosicche' il circuito Blumlein
dispone di due condensatori di circa C1 = C2 = 3.3 nF.
Lo spark gap switch e' autoinnescante ed e' fatto con semplici rondelle metalliche saldate da entrambi i lati della piastra.
Un connettore filettato permette l'ingresso dalla parte superiore dello switch dell'aria di pressurizzazione.
Internamente due elettrodi a vite sono coassialmente disposti ad una distanza di pochi mm.
Essi sono regolabili alla giusta distanza.
Lo spark gap switch che puo' essere fatto in vari modi si dice anche switch a catodo freddo e consente di
commutare correnti nell'ordine di decine e centinaia di kA (migliaia di A) in poche decine di ns o finanche di pochi ns
(nanosecondi,cioe' 1x10^-9 sec ovvero un miliardilesimo di secondo).
Sono i cosidetti switch di potenza quelli che permettono ad un laser elettrico di funzionare, sia esso a gas, a stato solido
o liquido (a parte i laser CW). Infatti occorrono densita' di correnti elevatissime per poter eccitare tutto il volume di materia dentro
la cavita' entro gli strettissimi tempi dello stato eccitato del materiale attivo.
Tutta l'energia data al materiale attivo dopo tale tempo non serve che a scaldarlo deteriorando il funzionamento del laser e
sprecando energia (ergo limitandone l'efficienza).
Questi tempi sono di circa 10nsec per l'azoto a 100 Torr di pressione.
Il laser illustrato nella foto e' di tipo superradiante date le proprieta' del'azoto quale mezzo attivo. Esso infatti
esibisce un guadagno per unita' di volume che e' massimo e superiore alle perdite. Non servono specchi parzialmente
o totalmente riflettenti sebbene uno specchio totalmente riflettente sia stato messo ad una estremita' per sovrapporre
i due fasci che altrimenti sarebbero andati in direzioni opposte.
In tal modo si ottiene ovviamente anche una potenza doppia.
Il disegno di questo laser e' come quello che si puo' trovare in Scientific American nella sezione Amateur Scientists
tranne alcune migliorie apportate allo switch che risulta molto piu' veloce e meno rumoroso nonche', date le sue caratteristiche
costruttive, risulta esente da dannose emissioni di raggi UV nell'ambiente circostante. Raggi dannosi perche' provocano
la formazione di ozono e arrecano danni alla pelle e agli occhi.
Vi sarete chiesti perche' mai un laser ad azoto debba essere cosi' piatto e ingombrante. La risposta sta' nel fatto che
come si diceva poc'anzi l'impulso elettrico deve passare tutto attraverso il gas posto in cavita' entro un tempo brevissimo.
I condensatori che immagazzinano tutta l'energia fornita al laser devono essere a bassa induttanza ergo piatti come delle
linee di trasmissione.
L'impedenza deve essere bassa anch'essa e tipicamente e' una frazione di ohm.
Nessun ostacolo di tipo induttivo deve frapporsi alla scarica dei condensatori ed RC deve essere quanto piu' piccola possibile.
Il circuito di alimentazione e' quanto di piu' semplice si possa immaginare essendo che esso e' costituito da un
comunissimo trasformatore per neon da 10kVac e 50mA max.
Io l'ho trovato usato per 80.000 lire da una ditta che fabbrica insegne luminose.
Non vale la pena comprarlo nuovo perche' costa piu' del doppio e funziona tale quale quello usato.
Avvertenza: un tale trasformatore e' in grado di erogare
una potenza di 500W e data la tensione di uscita esso e' in grado di UCCIDERE CHIUNQUE ALL'ISTANTE!
ATTENZIONE !!!! : Io e il fautore di questo sito NON CI ASSUMIAMO ALCUNA RESPONSABILITA' verso chiunque provi a fare l'alimentatore
per il laser e/o il laser qui descritto e abbia cosi' recato danni a se stesso o agli altri o abbia a terzi causato danni materiali
di qualsivoglia specie.
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