Build a powerful air sealed laser
Construisez un laser à air !
Before realising this project, you must read the previous 10$ air laser simple project: no special gas, no chemical products, no vacuum and no glass work! then the adjustable sealed air laser.
Main difference between powerful air sealed laser and the adjustable sealed air laser is, of course, size: about 400mm instead 160 but there are also some other tricks: the electrode distance adjustement has been simplified and spark gap has been installed inside the laser cavity itself, essentially to decrease noise (spark gap noise decrease with gas pressure) (I think noise is the biggest problem with N2/air laser: special gas has been suppressed, glass work suppressed, even mirrors can be suppressed, then I must suppress noise and then, perhaps later the high tension itself ;-)
The laser use L aluminium rules electrodes in a symmetrical way: |_ _| plasma is created between electrodes. To adjust eletrodes distance, we choose a very simple way: electrodes are attached together with 2 pull springs that act also as self for the Blumlein circuit. 2 screws for each eletrodes allows user to adjust distance, once distance adjusted, a piece of silicon rubber must be put on adjustment screws heads for gasproof.
Another trick for spark gap: a rectangular hole has bee made in one epoxy laser cap: then a piece of PCB (Printed Circuit Board: 1.6mm epoxy plate with a copper film) is installed in the hole and glued with silicon rubber. Such rubber is soft and allows the plate to oscillate, about +-10 degres. The end of the plate, inside laser cavity is the spark gap, the other end, external, is connected to ground and a screw allows to set the angle. Now we can adjust spark gap with gasproof. This sealed adjustable spark gap has also minimum parasitic inductance ncessary for high gas pressure andvery low impedance.
Avant de réaliser ce projet, lisez le précédent projet laser à air à 10€ : pas de gaz spécial, pas de produits chimiques, pas de vide et pas de travail du verre ! Puis lire la page sur le laser à air scellé .
La principale différence entre le laser à air scellé puissant et le laser à air scellé réglable est, bien sûr, la taille : environ 400 mm au lieu de 160, mais il existe également d'autres astuces : le réglage de la distance des électrodes a été simplifié et un éclateur a été installé à l'intérieur de la cavité laser elle-même, essentiellement pour diminuer le bruit (le bruit de l'éclateur diminue avec la pression du gaz) (je pense que le bruit est le plus gros problème avec le laser N2/air : le gaz spécial a été supprimé, le travail du verre supprimé, même les miroirs peuvent être supprimés, alors je dois supprimer le bruit et puis, peut-être plus tard, la haute tension elle-même ;-)
Le laser utilise des électrodes en L en aluminium de manière symétrique : |_ _| le plasma est créé entre les électrodes. Pour régler la distance des électrodes, nous choisissons une méthode très simple : les électrodes sont fixées ensemble avec 2 ressorts de traction qui font également office de bobine pour le circuit de Blumlein. 2 vis pour chaque électrode permettent à l'utilisateur d'ajuster la distance, une fois la distance ajustée, un morceau de caoutchouc de silicone doit être mis sur les têtes des vis de réglage pour l'étanchéité aux gaz.
Autre astuce pour l'éclateur : un trou rectangulaire a été réalisé dans un capuchon laser époxy : puis un morceau de PCB (circuit imprimé : plaque époxy de 1,6 mm avec un film de cuivre) est installé dans le trou et collé avec du caoutchouc de silicone. Ce caoutchouc est souple et permet à la plaque d'osciller d'environ +-10 degrés. L'extrémité de la plaque, à l'intérieur de la cavité laser, est l'éclateur, l'autre extrémité, externe, est reliée à la masse et une vis permet de régler l'angle. Nous pouvons maintenant ajuster l'éclateur avec une protection contre le gaz. Cet éclateur réglable scellé possède également une inductance parasite minimale nécessaire pour une pression de gaz élevée et une très faible impédance.
Please notice this laser is still modular and the 2 internal L electrodes, push and pull spings can be dissassembled, it's not so difficult, I must, of course, remove top clear plastic plate glued with silicon rubber before.
I also test another way for capacitor: simply use a clear rectangular plastic sheet on which I glue thin alumimium foil (those used for the food): high tension upper and ground on the bottom.
I then put the laser cavity on the foil to make electrical contact. Then I can roll the plastic foil in such a way the long sides are in contact together. That make a more little laser and, once done, about all high tension parts are protected. the aspect is a little bit strange but it is efficient.
As in the adjustable sealed air laser, there are push springs to ensure electrical contact between laser cavity and L electrodes.
Picture shows elements for this structure (CD-ROM is just for scale): from left to right: bottom PCB plate, U rules box glued to PCB plates, L electrodes, pull and push springs, clear plastic top. (Microscope slides are missing)
Attention ce laser est toujours modulaire et les 2 électrodes internes en L, les ressorts de poussée et de traction peuvent être démontés, ce n'est pas si difficile, je dois bien sûr retirer la plaque supérieure en plastique transparent collée avec du caoutchouc de silicone au préalable.
Je teste aussi une autre façon pour le condensateur : utiliser simplement une feuille de plastique rectangulaire transparente sur laquelle je colle de fines feuilles d'aluminium (celles utilisées pour l'alimentation) : haute tension en haut et masse en bas.
J'ai ensuite posé la cavité laser sur la feuille pour établir un contact électrique. Ensuite, je peux rouler la feuille de plastique de manière à ce que les côtés longs soient en contact. Cela fait un laser de plus petite taille et, une fois cela fait, presque toutes les pièces sous haute tension sont protégées. l'aspect est un peu bizarre mais c'est efficace.
Comme dans le laser à air scellé réglable, des ressorts de poussée assurent le contact électrique entre la cavité laser et les électrodes en L.
L'image montre les éléments de cette structure (le CD-ROM est juste pour l'échelle) : de gauche à droite : plaque PCB inférieure, boîte de règles en U collée aux plaques PCB, électrodes L, ressorts de traction et de poussée, dessus en plastique transparent. (Il manque des lames de microscope)
We then make preliminary high-tension tests with open air at atmospheric pressure (before gluing top bottom and slides)
A faucet is glued in a hole made on the clear plastic top, some accessories are added to help electrodes adjustment. A pressure meter and a fridge pump are added and it's ready for low pressure or non-air gas test.
Nous effectuons ensuite des essais préliminaires de haute tension à l'air libre et à pression atmosphérique (avant collage du haut, du bas et des côtés)
Le robinet est collé dans un trou pratiqué sur le dessus en plastique transparent, quelques accessoires sont ajoutés pour faciliter le réglage des électrodes. Un manomètre et une pompe de réfrigérateur sont ajoutés et il est prêt pour un test de basse pression ou de gaz sans air.
09/12/2023