STIKSTOF LASER (TEA)

De stikstoflaser of beter gekend de "Nitrogen laser", deze laser heeft geen spiegels, vacuüm, lenzen, enz... nodig om te werken.

De laser werkt met stikstof uit de lucht +-78%. TEA (Transverse Electrical Excitation at Atmospheric pressure).

Een nitrogen laser zelf bestaat uit een vacuüm tube met twee elektroden, de tube zelf is gevuld met puur stikstofgas. In stikstofgas en vacuüm

werkt de laser veel beter, in de lucht zelf is er zuurstof aanwezig en dit belemmerd de werking ervan. De puls tussen de twee elektroden moet zeker

onder de 40ns liggen, anders zal de laser niet werken.

Deze lasers produceren UV licht 337,1 nm,  in dit deel van het spectrum is dit onzichtbaar licht voor ons. Het kan wel aangetoond

worden door middel van fluomateriaal voor de laserstraal te houden of een wit papiertje lukt ook wel. Het is echter wel moeilijk om

met dit eigen systeem de UV-straal te bundelen.

De UV-straal reikt niet zo ver, slechts enkele meters. Deze lasers worden meestal gebruikt als voeding voor een DYE laser.

Op deze foto zijn mijn eerste lasers in testfase, toch viel dit niet goed mee. De puls was niet snel genoeg om een foton van 337,1 nm te creëren. 

Na veel experimenteren. 

De ontlading tussen de twee elektroden.

Ontlading .

Vonkbrug. 

UV licht op 30 cm van de laser. 

UV licht op 1 meter. 

De definitieve laser is gemaakt van twee aluminium latten (elektroden) met een spatie van 1,5 mm, dit moet normaal minstens 0,8 mm zijn, dit volgens

de ampères en voltages. Daarnaast zijn de twee condensators verbonden met een inductie spoeltje, een zelfgewonden elektriciteitkabeltje.

De twee condensators zijn gemaakt van een aluminium bodemplaat van 0,5 mm dik, daarop de diëlectric bestaande uit 4 vellen PE met een totale

dikte van 0,2 mm. Daarboven  twee stroken aluminiumfolie. Je kunt echter gaan experimenteren met bepaalde materialen. De aluminiumfolie

doet het uitstekend voor condensators. Mijn vonkbrug bestond uit twee bouten met een spatie van 5 mm, hangt af van de spanning die je gebruikt.

De HV voeding was een spanningsvermenigvuldiger van 20kV. Deze lasers werken echter ook onder deze spanning, zo heb ik stikstoflasers gezien die

werken op 5kv.

Schema:

De werking van de laser is simpel zoals je ziet is het een kwestie van een zeer korte puls in de ontlading. Dit is niet zomaar te bereiken met doodgewone

condensators. Wanneer er hoogspanning vloeit, wordt de eerste condensator (links) opgeladen en dan vervolgens door het spoeltje de tweede condensator.

Als de spanning over de condensators hoog genoeg is, zal de tweede condensator ontladen door de vonkbrug, Het spoeltje werkt nu als inductie, doordat

de eerste condensator niet meteen ontlaad treed er een spanningsverschil op tussen de elektroden, wanneer die groot genoeg is zal er vonkoverslag

plaatsvinden tussen de twee elektroden in een kort tijd, die tijd is dus van groot belang voor de werking van de laser. Als er tussen de elektroden, elektronen

botsen met de stikstofmoleculen ontstaat er een foton van 337,1 nm. Die toestand is niet gemakkelijk te verkrijgen, het hangt ook wel af van de,

luchtvochtigheid, luchtdruk, de constructie, enz...

De duur van de ontlading tussen de twee elektroden moet zeker onder de 40 ns liggen. De diëlectric van de condensator moet zo dun mogelijk gehouden worden,

maximum mag ze 0,3 mm bedragen, buiten deze waarden zal de laser niet optimaal presteren. Let wel op de spanning dat de diëlectric kan verwerken

zo krijg je bij overspanning vonkdoorslag door de diëlectric heen, wat leidt tot vernieuwing van je constructie.

Hou de elektroden en vonkbrug zo laag mogelijk tegen de grondplaat, aluminiumstrippen van de condensator hou je best zo smal mogelijk wegens

de tijdsverplaatsing van de ontlading. Zo minst mogelijk kreuken, denk aan de tijd die nodig is om die extra weg af te leggen.

De elektroden moeten optimaal aansluiten op het aluminium folie. Deze laser werkt natuurlijk veel beter met puur stikstof en een vacuüm kamer

waar de elektroden zich bevinden. Deze laser's zijn kieskeurig en moeilijk te bouwen!

Denk voor je veiligheid ook aan de hoogspanning op het circuit, ontlaad telkens de condensators vooraleer het circuit bij te stellen!!!