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Zu Versuchs- und Demonstrationszwecken wurde ein Hochspannungs
Stickstofflaser gebaut. Hochspannung bedeutet in diesem Fall eine
Anregung mit 100 bis 150 kV Impulsen. Diese Impulse werden durch
einen fünfstufigen Marxgenerator erzeugt. Generator
und der eigentliche Laser sind sehr kompakt und induktionsarm aufgebaut
sodaß stromstarke, schnelle Pulse möglich sind. In der
unteren Ebene befinden sich die Speicherkondensatoren (2,7 nF 40kV)
zwischen den die 33 kOhm Widerstände angeordnet sind. Über
den Kondensatoren sind die zugehörigen mit Hutmuttern realisierten
Funkenstrecken. Oben ist die Laserröhre mit den Elektroden,
welche auch als Fensterträger dienen, eingebaut. Parallel zur
Laserröhre ist ein Peakingkondensator, bestehend aus 5 Einzelkondensatoren
(570 pF 40 kV) geschaltet. Alle Verbindungen sind mit 1,5 mm dicken
Alublechen verschaltet |
| praktischer Aufbau und Probebetrieb |
| Auf den unteren Bildern sind der praktische Aufbau
links und rechts der erste Probebetrieb mit Luft zu sehen. Das grelle
Licht der Funkenstrecken überstrahlt leider den schwach am
rechten Rand des Bildes sichtbaren Strahl des Lasers |
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Betrieb des Lasers mit einem
Aluminiumspiegel und einem Brewsterfenster. Der Innendurchmesser
der Laserröhre beträgt 2 mm, die Länge 260 mm, der
Gasdruck in der Röhre etwa 20mBar Stickstoff. Die erste Funkenstrecke
wurde auf eine Schaltspannung von ca. 25 kV eigestellt sodaß
die Gesammtspannung etwa 125 kV beträgt. Leider verursacht
der Marxgenerator durch den offenen Aufbau sehr starke Störfelder
sodaß an elektrische Messungen nicht zu denken ist. Wie erwartet
ist das Strahlprofil recht sauber, wie auf den Brennflecken (mit
50 mm Linse fokusiert) auf belichtetem Filmmaterial auf dem linken
Bild zu sehen ist |
| Betrieb mit Neon: |
Der Laser eignet sich auch zum Betrieb
mit Neon bei einer Wellenlänge von 614 nm. Allerdings sind
die Betriebsbedingungen deutlich anders als beim Stickstoffbetrieb.
Im Gegensatz zum Stickstoff zeigt der Spot ,trotz Superstrahlung,
die lasertypische Granularität (Speckles) . Lasertätigkeit
wurde in einem Druckbereich von 0.2 bis 0.6 mbar erreicht. Aber
da das Druckmessgerät für Luft geeicht ist sind größere
Fehler möglich da die Wärmeleitung von Luft nur halb so
groß ist wie die von Neon.
Ein sehr interessanter Effekt ist die extreme Asymmetrie des Laser.
Sichtbare Laserstrahlung tritt nur am anodenseitigem Ende der Laserröhre
aus, obwohl beide Enden mit gleichartigen Fenstern abgeschlossen
sind. Eine mögliche Erkärung wäre eine Wanderwellenanregung
des Neon, d.h. die Gasentladung "wandert" von der Kathode
zu Anode und somit auch die Inversion des Lasergases und somit wäre,
bedingt durch die extrem kurze Speicherzeit des Neon ein richtungsabhänige
Verstärkung gegeben. |
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