Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

обсуждение проблем неорганической химии, неорганического материаловедения, химии твердого тела и всего, что с этим связано
inorgancis, materials and solid state chemistry for professionals
Ответить
chemigor
Сообщения: 704
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение chemigor » Вс янв 12, 2020 6:41 pm

Добрый день,

имею трубку, где-то 2мм внутреннего диаметра, внутри - вакуум с парами висмута и может еще какими-то примесями. Мне там нужно сделать катод, но с подогревом. В районе этой трубки около Теслы магнитное поле, поэтому подогрев индукционно отменяется.

Пробовал взять спиральку от лампы накаливания и как-то нацепить на пару проводников, что впаял в трубку и подать ток, чтоб спиралька нагрелась, обычно место соединения спирали с контактами тут же и оплавлялось и отваливалось.

Хочу один контакт как есть протянуть, а вот греть лазером. Поставить лазер в непосредственной близости к этой трубке у меня нет возможности, так как там все место занимает магнит, но уже где-то в 10 см могу поместить сам лазер.

Проблема усугубляется тем, что если место, через которое будет идти лазерное излучение должно быть герметично, так как именно внешний корпус у меня вакуумируется, а не сама трубка.

Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что обычное лабораторное стекло смогло бы выступить в роли волновода, особенно если я его снаружи посеребрю и припаю одной стороной к трубке, а к другой стороне буду подавать подсветку лазером?

Как я понимаю, мне и пол ватта лазера должно хватить, так как катод - в идеале - тонкостенная трубка 2мм диаметра и длины из вольфрама, и мне надо прогреть его до красна, но, чтоб конечно он как-то внутри самой трубки держался и трубку не поплавил.

Скажите, пожалуйста,

какой сорт стекла выбрать (калиевое, щелочное, боросиликат, кварц, или что-то надо специализированное) и на какой длине волны брать лазер?

Спасибо!

Аватара пользователя
Jeffry
Сообщения: 2432
Зарегистрирован: Пн май 12, 2008 5:31 pm

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение Jeffry » Вс янв 12, 2020 8:52 pm

Волновод сделать можно, но с большими потерями. А вот лазер из него не получится.
Проще купить полупроводниковый лазер, подать требуемые вольты питания и сфокусировать в нужном месте в нужное время.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 4949
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение bigM » Вс янв 12, 2020 9:15 pm

А оптоволокно от интернет кабеля использовать нельзя?
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

chemigor
Сообщения: 704
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение chemigor » Вс янв 12, 2020 9:15 pm

Спасибо за ответ!
Jeffry писал(а):
Вс янв 12, 2020 8:52 pm
Проще купить полупроводниковый лазер, подать требуемые вольты питания и сфокусировать в нужном месте в нужное время.
конструкционно не лезет, если его ставить рядом с той трубкой, внутри которой надо все это нагреть.

Если ставить на удалении 10см как я хотел, то мне нужна плотная среда, которая бы держала бы вакуум, но пропускала бы лучи этого лазера. Из-за всего этого-то и заморочка делать что-то (волновод или еще что), через которую перенести энергию туда, куда надо.

chemigor
Сообщения: 704
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение chemigor » Вс янв 12, 2020 9:20 pm

Спасибо большое за ответ!
bigM писал(а):
Вс янв 12, 2020 9:15 pm
А оптоволокно от интернет кабеля использовать нельзя?
думал об этом, но, то, что гуглится, вроде микроватты энергии прокачивает. Нагреть и удержать при 1000С 20милиграмм вольфрама - надо прикидочно даже несколько ватт, но возможно и на 500С все будет работать, и теплопотери будут не сильно большие, поэтому думал в сторону 0.5-1Ватта, а если не будет хватать, то дальше поставить что посильнее.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 4949
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение bigM » Вс янв 12, 2020 9:23 pm

Раньше в оптоволокне использовалось кварцевое стекло... Попробуйте!
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

chemigor
Сообщения: 704
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение chemigor » Вс янв 12, 2020 9:34 pm

bigM писал(а):
Вс янв 12, 2020 9:23 pm
Раньше в оптоволокне использовалось кварцевое стекло... Попробуйте!
интересно, можно ли сделать волновод из кусок колонки от газового хроматографа? Только заткнуть ее чем-то придется хотя бы с одной стороны. Ведь она гибкая, и это мне удобно, я могу идеально точно не попасть с расположением отверстия.

Шуша
Сообщения: 1069
Зарегистрирован: Ср май 02, 2007 3:14 pm

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение Шуша » Пн янв 13, 2020 1:24 pm

1. Взять микролампу. Найти стеклодува. Обрезать верх колбы и припаять к стеклянной трубке. Трубка должна быть из стекла молибденовой группы.
2. Купить готовый световод. Вот первое, что попалось https://aredi.ru/svetovod_2_mm_na_metra ... 76842.html. Или разобрать светильник, где метелка световодов используется.
3. Идея греть вольфрам лазером представляется плохим вариантом. Его нужно как-то зачернить иначе все в отражение уйдет. И чтобы это покрытие нагрев выдерживало. Платина с платиновой чернью была бы лучше. Стекло тогда нужно платиновой группы.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 4949
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение bigM » Пн янв 13, 2020 3:10 pm

chemigor писал(а):
Вс янв 12, 2020 6:41 pm
Пробовал взять спиральку от лампы накаливания и как-то нацепить на пару проводников, что впаял в трубку и подать ток, чтоб спиралька нагрелась, обычно место соединения спирали с контактами тут же и оплавлялось и отваливалось.
надо брать всю цокольную группу лампы накаливания, а не одну спираль: вольфрамовая спираль крепится к стойкам из молибдена, которые приварены к вводам из константана.
а можно катодную групп с накалом взять из старой радиолампы?
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

chemigor
Сообщения: 704
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение chemigor » Пн янв 13, 2020 4:44 pm

Спасибо большое, Шуша и bigM за полезные советы!
bigM писал(а):
Пн янв 13, 2020 3:10 pm
надо брать всю цокольную группу лампы накаливания, а не одну спираль: вольфрамовая спираль крепится к стойкам из молибдена, которые приварены к вводам из константана. а можно катодную групп с накалом взять из старой радиолампы?
Я именно так раньше делал, и тогда все работало, но теперь трубка тоньше, и туда ничего не впаяешь - вернее если делать трубку, куда все впаяется, магниты становятся совсем конских размеров, у меня равномерность только на 2мм диаметра пока получается.

Собственно из-за совсем милипизерных размеров и понял, что резистивно нагреть не смогу, индуктивно не получится, из-за рядом расположенного проводящего ток магнита, остается греть только чем-то световым.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 4949
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение bigM » Пн янв 13, 2020 4:49 pm

а на какой длиной волны греть планируете, это к тому, что есть лазеры на стеклах допированных
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

chemigor
Сообщения: 704
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение chemigor » Пн янв 13, 2020 5:42 pm

bigM писал(а):
Пн янв 13, 2020 4:49 pm
а на какой длиной волны греть планируете, это к тому, что есть лазеры на стеклах допированных
ага, спасибо, слышал про это, но не сильно понимаю как по простому можно было бы это мне прикрутить.

Конечно заманчиво было бы поставить кусочек трубки из допированного стекла и как-то организовать накачку с внешней стороны, чтобы внутри трубки энергия сама фокусировалась в центре на катоде.

Если такое допированное стекло сделать реально имея разумные нагреватели (все оксиды не радиоактивных РЗЭ у меня в лабе имеются), я б наверное взялся, это может быть существенно проще. Если знаете где просто и понятно об этом написано, тыкните, меня, пожалуйста, туда.

Спасибо!

Шуша
Сообщения: 1069
Зарегистрирован: Ср май 02, 2007 3:14 pm

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение Шуша » Пн янв 13, 2020 5:52 pm

chemigor писал(а):
Пн янв 13, 2020 4:44 pm
Я именно так раньше делал, и тогда все работало, но теперь трубка тоньше, и туда ничего не впаяешь - вернее если делать трубку, куда все впаяется, магниты становятся совсем конских размеров, у меня равномерность только на 2мм диаметра пока получается.
У Вас же 2 мм это внутренний диаметр. Есть микролампы диаметром 3 или 4 мм (наружный). Проблема только спаять. Непросто, но хороший стеклодув справится.
Изображение
И еще... Если Вы нагреете катод до 1000 оС в такой тонкой трубке, то любое стекло, кроме кварцевого поплывет. Температура размягчения большинства стекол менее 600 оС.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 4949
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение bigM » Пн янв 13, 2020 6:01 pm

я думаю делать самому ничего не надо, проще купить (например http://laserforum.ru/index.php?topic=432.0) в двух словах о физике процесс:https://ru.coursera.org/lecture/vveeden ... rona-yyuNf
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

Шуша
Сообщения: 1069
Зарегистрирован: Ср май 02, 2007 3:14 pm

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение Шуша » Пн янв 13, 2020 6:03 pm

Да, и еще. Можно поискать завод, где такие лампы делают. И попробовать заказать эту конструкцию в трубке нужного размера.

chemigor
Сообщения: 704
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение chemigor » Пн янв 13, 2020 6:40 pm

Спасибо за советы!
Шуша писал(а):
Пн янв 13, 2020 5:52 pm
У Вас же 2 мм это внутренний диаметр. Есть микролампы диаметром 3 или 4 мм (наружный). Проблема только спаять. Непросто, но хороший стеклодув справится.
да, согласен, но нету стеклодува, а у самого не получается, а до Химфака немного далековато.
Шуша писал(а):
Пн янв 13, 2020 5:52 pm
И еще... Если Вы нагреете катод до 1000 оС в такой тонкой трубке, то любое стекло, кроме кварцевого поплывет. Температура размягчения большинства стекол менее 600 оС.
я не уверен, что мне точно 1000С надо, когда впаивал обычную лампочку, включал ее, что она хорошо светилась и катодом она работала тогда хорошим, но магнитное поле было некудышным и дальше я не смог сделать то, что хотел. Получится ли если я нагрею только на 400С - не знаю, возможно и получится.

Сейчас у меня пробно боросиликат (то что под рукой было), кварц тоже могу поставить. Трубка в вакууме вся целиком, то есть корпус внешний алюминиевый, а трубка -только чтобы направлять то, что измеряется.

То есть пока все делается по принципу быстрее и не сильно дорого купить и попробовать.

Шуша
Сообщения: 1069
Зарегистрирован: Ср май 02, 2007 3:14 pm

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение Шуша » Вт янв 14, 2020 12:20 am

Борсиликатное стекло поплывет при температуре выше 525 оС.
Я так понял, что стеклянная трубка не обязана быть вакуум плотно герметизирована? Она сама в вакуум помещена. Ну, так проще придумать, как к ней приделать подрезанную лампочку (без спаивания).
Мне лампочка кажется наиболее простым и рациональным решением. Управляя током, можно достаточно точно регулировать температуру эмиттера. Зависимость R от t для вольфрама известна. В случае с лазером это будет значительно сложнее. А контроль температуры станет отдельной задачей.

chemigor
Сообщения: 704
Зарегистрирован: Вс июн 21, 2015 5:29 pm
Контактная информация:

Re: Можно ли из лабораторного стекла сделать волновод для лазера?

Сообщение chemigor » Вт янв 14, 2020 12:49 am

Спасибо, Шуша, за советы!
Шуша писал(а):
Вт янв 14, 2020 12:20 am
Я так понял, что стеклянная трубка не обязана быть вакуум плотно герметизирована? Она сама в вакуум помещена.
да, верно, там вакуум с обеих сторон, изнутри летит то, что надо анализировать, снаружи - просто вакуум.
Шуша писал(а):
Вт янв 14, 2020 12:20 am
Ну, так проще придумать, как к ней приделать подрезанную лампочку (без спаивания).
Тоже после этого всего обсуждения стал склоняться к такому решению - по крайней мере быстро и предсказуемо можно будет попробовать.

Спасибо!

Ответить

Вернуться в «неорганическая химия и химия твердого тела / inorganic chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 15 гостей