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TEA-N2-Laser

Dieser TEA-Laser wurde als Prototyp für ein wesentlich aufwändigeres Projekt gebaut und ist dementsprechend provisorisch ausgeführt. Das eigentliche Ziel ist es, einen TEA-Laser mit möglichst hoher Pulsleistung und hoher Wiederholrate zu bauen. Der Aufbau soll dabei insgesamt so kompakt wie nur möglich sein. Der hier vorgestellte Testlaser wurde innerhalb eines Nachmittags gebaut und weitgehend optimiert.

Der Aufbau des Lasers ist sehr einfach und besteht im wesentlichen aus mehreren Lagen Alufolie und dazwischenliegenden Schichten aus Präsentationsfolien. Die Elektroden sind 25 cm lange Stücke eines Winkelprofils aus Aluminium. Dabei wurde darauf geachtet, uneloxierte Stücke zu verwenden. Um Platz zu sparen, wurden die zwei oberen Kondensatorflächen, auf denen die Elektroden aufliegen, um die mittlere Fläche aus Alufolie herumgeführt. Somit hat dieser Laser zwei Isolationsschichten nötig. In guter alter TEA-Laser-Bauart wird auch dieser hier hauptsächlich mit Tesafilm zusammengehalten. Die beiden Lochbleche beschweren die Kondensatorflächen und dienen der Anbringung der Funkenstrecke sowie des Hochspannungsanschlusses.

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So sieht der schnell zusammengebastelte Laser aus.

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Dieses Bild zeigt die eigentliche Frontseite des Lasers. Der anfänglich verwendete 10 kOhm (5 W) Lade-Widerstand wurde später durch eine Wendel aus Kupferlackdraht ersetzt. Die zwei Metallstangen dienen der Beschwerung der Elektroden.

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Getestet wurde der Laser an einer 20-40 kV Gleichspannungsquelle. Der Laser funktionierte auf Anhieb. Wie viele andere Laser hatte jedoch auch dieser keine Lust, komplett problemlos zu laufen, denn nach kurzer Zeit begann die Isolationsschicht zu brennen. Zugegeben, ca. 30 kV sind für einen TEA-Laser Overkill. Aber man nimmt schließlich, was man hat. Nachdem die Isolationsschichten verdoppelt wurden, lief der Laser stabil. Die Wiederholrate mit Ladewiderstand betrug grob geschätzt 1 Hz bei einer maximalen Eingangsleistung von 100 W, die er jedoch nicht erreichte.

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Der Spot des Lasers in etwa 20 cm Entfernung. Ein Kästchen hat die üblichen 5 mal 5 mm.

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Nachdem der Laser optimiert wurde, kam bei der kleinst möglichen Belichtungszeit der Kamera diese Aufnahme zustande. Die nun verwendete Drosselspule erhöhte die Wiederholrate (geschätzte 100 Hz) enorm und auch die Ausgangsleistung stieg drastisch an. Des weiteren lief der Laser nun auch bei einer maximalen Eingangsleistung von 200 W noch stabil. Entscheidend für die Verbesserung war auch, dass die Elektroden möglichst parallel zu einander standen und die Oberfläche der Schneiden absolut eben und sauber war.

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Der aufgeweitete Laserstrahl zeigt eine eigenartige Grisseligkeit. Ich weis nicht ob diese Inhomogenität daher rührt, dass der Strahl mit einer Konvexlinse erst fokussiert und in einer Entfernung, die mehr als die doppelte Brennweite der Linse entspricht abgebildet wurde.

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Beim Experimentieren mit verschiedenen Fluoreszenzstoffen kam dieses Bild zustande. Es zeigt, wie der unsichtbare Laserstrahl ein zylindrisches mit Drehschieberpumpenöl gefülltes Glas streift sowie die resultierende Reflektion auf dem Blatt dahinter. Interessant war, dass das Öl selbst keine Fluoreszenz zeigte, aber das Glas um so deutlicher bläulich leuchtete, was auch in der Aufnahme zu sehen ist.

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Der unförmige Strahl lässt sich erstaunlich gut fokussieren. In Wirklichkeit ist der Leuchtfleck deutlich kleiner. Auch die Linse selbst fluoresziert. Allerdings erscheint das hier mehr gräulich.

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Hier trifft der fokussierte Strahl auf die metallische Kontaktfläche eines Transistors. Nicht ganz klar ist, ob es sich bei der Leuchterscheinung um einen Breakdown handelt. Eine weitere Erklärung könnte sein, dass die Fluoreszenz der Linse diesen Leuchtfleck bewirkt hat, was allerdings eher unwahrscheinlich ist, da die Fluoreszenz wohl eher ein diffuses Leuchten erzeugt hätte. Auch auf einer Edelstahlplatte trat der Effekt auf.

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Der fokussierte Laserstrahl leuchtet durch eine schwache Fluoreszenz-Lösung.

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Es war mir bislang nicht möglich, eine Farbstofflösung zum lasern anzuregen, was zum einen an den möglicherweise ungeeigneten Farbstoffen aus Textmarkern und zu anderen daran liegt, dass noch keine Küvette vorhanden ist, in der die Lösung optimal bestrahlt werden kann.