Лазер на красителях своими руками

Лазер на красителях своими руками

Лазер на красителях своими руками

Лазер на красителях своими руками

Лазер на красителях своими руками

Здесь будет гайд по самодельному лазеру на красителях, как только мне удастся изобрести/воспроизвести лазер на красителях достойный гайда. Что означает "достойный"? Лазер должен удовлетворять ледующим требованиям:

  1. Краситель для лазера должен быть доступен. Т.е. либо непосредственно быть в продаже, либо быть сравнительно легко добываемым из изделий, находящихся в продаже.
  2. Растворитель должен быть доступен. Т.е. либо непосредственно быть в продаже, либо быть сравнительно легко добываемым из изделий, находящихся в продаже. (Естественно, что конструкция лазера должна быть устойчивой к действию растворителя. Особые затруднения в этом смысле вызывают ацетон и диметилсульфоксид)
  3. В идеале лазер должен быть суперлюминисцентным (никаких зеркал и юстировок). Здесь возможен компромиссный вариант - лазер должен быть работоспособен на бытовых алюминиевых зеркалах, что конечно снизит легкость его создания и настройки, но не доведет до абсурдного уровня.
  4. Лазер должен быть с ламповой накачкой. Только этот тип лазера позволяет надеяться на вразумительную выходную энергию.
  5. Лазер должен давать вразумительную выходную энергию ( 1 мДж и более).
  6. По возможности лампа должна быть стандартного, широко используемого в фотографии типа.
    компромиссный вариант - возможно использование самодельной лампы при условии нетребовательности к вакууму. (Что б там ни говорили, а холодильный компрессор обеспечивает только 60..70 мм. рт. ст.)
  7. Затраты на создание лазера должны быть разумными как в смысле стоимости комплектующих, так и
    в смысле усилий на изготовление.

До тех пор пока такой конструкт не найден, место здесь будет пока просто заполняться "вкусным и интересным", найденным на пути поисков такого лазера.

 

СИСТЕМА №1

Создана по следам работ Джона Сингера.
Система представляет собой простейший двухкаскадный ГИН (схема Аркадьева Маркса) на двух быстродействующих конденсаторах фирмы Максвелл (по 30 нф каждый). В качестве пикового конденсатора стоит 3 сорока киловольтовых TDK-шки по 2000 пф каждый. Схема содержит два разрядника. Один - главный (управляющий последовательным соединением каскадов) а другой - разделительный, отделяющий пиковый конденсатор от схемы, пока не сработал главный разрядник.
Оба разрядника воздушные самодельные, типа шар-плоскость с диаметром шара 15 мм и зазором, регулируемым в пределах 6..15 мм.
dye_2mxwell_gin
Лампа - кварцевая ксеноновая, наружным диаметром 9 мм и внутренним 7 мм. Межэлектродный зазор 106 мм. Куплена на интернет-свалке запчастей. У продавца была описана как "строб-лампа с какого-то самолета." Хороша тем, что благодаря специальной конструкции выводов имеет малую паразитную (несветящую) длину. Плоха тем, что похоже имеет сравнительно высокое начальное давление (может быть больше 100 Торр) и легко взрывается при перегрузке.
dye_lamp
Лазерная кювета собрана из стеклянной трубки внутренним диаметром 6 мм и наружним - 8 мм (позже заменена на трубку внутренним диаметром 4 мм и наружним - 6 мм) длиной 200 мм. Торцы трубки входят сквозь кольцевые уплотнения в оргстеклянные платформочки с подводящими патрубками окнами.)
Окна и патрубки загерметизированы глюганом. Все это добро собрано на куске оргстекла. По торцам стоят юстировочные подвижки. Задняя - самодельная, такая же как и у многих описанных тут лазеров. Передняя - покупная. По точности и стабильности, впрочем от самодельной она ничем не отличается, но поудобнее в использовании.
dye_cuvette
Зеркала исползуются от дохлого гелий-неонового лазера. Старый ЛГ-106, куплен на радиорынке. В отличие от Дожона Сингера я мучаться не стал и сразу поставил их в устойчивой конфигурации. (Вогнутой стороной к кювете.)
Лампа приматывается к кювете бытовой алюминиевой фольгой (Естественно, блестящей стороной внутрь.)
Соединяется ГИН с лампой широкими полосами алюминиевого скотча.
Насос - помпа от аквариумного фонтана.
Шланги - автомобильные. От системы омывания стекол.
Раствор - Родамин Ж в изопропаноле (бытовой растворитель "ИПС") и вариации на тему.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ:

  • Поначалу лазер полностью отказывался работать. При любых уровнях накачки. После жесктой фильтрации раствора (более чем на 5 раз) через кофейные фильтры, удалось наблюдать генерацию в виде слабого и крайне нестабильного пятна. После чего в контур циркуляции красителя был добавлен автомобильный топливный фильтр и дела сразу пошли лучше.
    dye_first_generation
  • Обнаружена довольно злобная зависимость от концентрации красителя. Много где пишут, что под лампу надо 1e-4 mol/l. Однако данная система уже при 7e-5 mol/l почти отказывается работать. Оптимум где-то около 5e-5 mol/l, а нижний предел работоспособности: 1e-5 mol/l.
    Т.е. диапазон рабочих концентраций - меньше порядка.
  • Уменьшив внутренний диаметр кюветы с 6 мм до 4 мм и заменв выходное зеркало на менее прозрачное в зеленой области (на осколок плоского глухого "поворотного" зеркала от другого гелий-неона), удалось получить генерацию на флуоресцеине.
    dye_fluorescein
    Диапазон работоспособных концентраций флуоресцеина значительно жестче: от 2е-5 mol/l до 4e-5 mol/l. Промахнуться уже очень легко.
  • Выяснено, что изопропиловый спирт, по крайней мере в этой системе можно заменить водкой. (40-градусной, обычной водкой из винника) Причем диапазон рабочих концентраций, усиления на проход при различных концентрациях и яркость лазерного пятна в пределах погрешностей одинаковы, что на водке, что на изопропаноле. Существенная разница только в термооптике. Лазер на изопропаноле дает более менее симметричную термолинзу, с некоторыми искажениями. В то время как лазер на водке выдает сильный термоклин. Достаточно сильный, чтобы заставить Вас искать лучшее положение юстировки, чем полученное по гелий-неону.
  • На родамине Ж в оптимальной концентрации лазер выдерживает внесение в резонатор дополнительных потерь в виде двух плоскопараллельных стеклянных пластинок (стекла от микроскопа).
    На флуоресцеине - выдерживает помещение только одной стеклянной пластинки.
    На оптимальной по усилению смеси флуоресцеин + родамин Ж в резонатор удается поместить три стеклянные пластинки без срыва генерации.
    Таким образом на алюминиевых зеркалах этот лазер работать не станет.
  • Лазер более менее стабильно работоспособен в режиме с прокачкой красителя на частоте повторения 1 Гц.
  • В режиме без прокачки красителя лазер способен выдать импульсов 15..20 до срыва генерации. После чего ему требуется минут 10..15 отдыха. Таким образом на самом деле насос НЕ является насущно необходимой частью лазера, хотя его применение упрощает наполнение кюветы и фильтрацию раствора (гораздо легче добавить насос и автомобильный фильтр в контур, чем фильтровать все вручную, тем более что одной предварительной фильтрации обычно недостаточно
  • раствор вымывает довольно много пыли из кювет)
  • На частоте повторения 1 Гц средняя мощность излучения находится НИЖЕ разрешающей способности Пельтье-калориметра. Т.е. энергию импульса можно оценить как "менее 10 мДж". Я бы сказал: "менее 1 мДж".
  • Также лазерный луч не оставляет опознаваемых следов на копирке. В том числе и при фокусировке линзой.
  • Подбором концентрации родамина Ж удается перестраивать лазер по цвету от "болотно-зеленого" до
    "красновато оранжевого" (по таблице цветов это соответствует 560..610 нм)
  • Подбор концентрации флуоресцеина мало влияет на цвет пятна (тем более, что диапазон концентраций при которых генерация достижима неширок). По таблице цветов флуоресцеиновое пятно соответствует 540..550 нм

 

СИСТЕМА №2

Нельзя сказать, что создана по следам работ Бурламаччи. Совпадает только диаметр кюветы.
Другой диаметр лампы, другой отражатель, другие концентрации - другое все. И результаты в общем тоже другие.
На мысль о ее возможности наводят результаты опытов народа с получением сверхизлучательных
режимов в лазерах на красителях с накачкой азотниками. Есть сообщения о том, что это получается даже при энергии азотника в 50 мкДж. Элементарный пересчет освещенности в светимость, а светимости в температуру дает, что аналогичная освещенность может быть достигнута при температуре плазмы в лампе всего 25000К (считалось, что и лампа и пятно азотника имеют длину 10 мм, а ширина полоски фокусировки луча азотника цилиндрической линзой 0.1 мм). Если смотреть не по освещенности а по усилению, то при длине лампы в 10 см нужная интенсивность достигается уже при температуре в 12000К, а это для лампы очень немного.
И другое соображение. Если в предыдущем варианте лазера было достигнуто усиление в 30% на проход, то сократив толщину усиливающего слоя в 40 раз (с 4 мм до 100 мкм) мы получим усиление в 1.3^40 36 000 раз! (соответственно в 40 раз придется поднять и концентрацию красителя) Оба этих соображения наводят на мысль, что "суперлюм где-то рядом" и что для его получения не надо гнаться за сверхмощными системами накачки. Надо его просто ловить в области высоких концентраций, как делают при накачке азотниками.

ГИН и лампа используются от предыдущей системы.
Лазерная кювета - это стеклянный капилляр длиной 180 мм, внутренним диаметром 1.5 мм, наружним диаметром 2 мм. (Трубка от CCFL лампы.) По торцам - оргстеклянные узлы, несущие патрубки для красителя и выходные окна. Кювета неразборная, загерметизирована "наглухо" глюганом. Никаких специальных мер по "точной" установке окон не предпринималось.
Лампа примотана к трубке бытовой фольгой - плотная упаковка.
Насос - помпа от аквариумного фильтра.
Компоновка, шланги и раствор как от предыдущего лазера.
Вот как выглядит кювета.

dye_superradiant_cell

А вот как выглядит вся сборка в целом.

dye_setup_big

Под кюветой, на доске, которая уже давно служит оптическим столом можно видеть характерное розовое пятно. Это протекла предыдущая версия кюветы. Как раз в тот момент, когда ее хотели фотографировать.
После ликвидации последствий мини Фукусимы была собрана новая кювета, которая и представлена на фото.
Если Вы посмотрите на фотографии коммерческих образцов лазеров на красителях, то заметите, что все
они снабжены характерными такими специальными поддонами. На случай течи красителя.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ:

  • После заливки раствора Родамина 6Ж в изопропаноле (да, на этот раз 6Ж) концентрацией 1 ммоль/л и включения лазер начал работать сразу. Никаких дополнительных настроек не потребовалось.
  • Лазерное пятно обычно имеет форму кольца. Диаметром около 2 см и толщиной около 0.5 см на расстоянии 20 см от лазера. Кольцо редко бывает однородным. Часто на нем видны одно или несколько "горячих пятен". Кольцо довольно чутко относится к тепловой нагрузке и прокачке красителя. От импульса к импульсу оно меняет диаметр а часто и искажается его форма.
    dye_first_superlum
    dye_yellow_superlum
  • В режиме с прокачкой красителя количество импульсов, которое лазер способен пережить до срыва генерации, раза в два меньше, чем в режиме без прокачки.
  • Оптимальная концентрация красителя (по видимой яркости лазерного пятна) 2 mmol/liter.
  • Пороговая концентрация 0.2..0.3 mmol/liter (пятно при этом едва заметно)
  • Кроме родамина 6Ж в изопропаноле лазер оказался работоспособен на растворах:
    • Родамин 6Ж в водке 1..2 ммоль/л
    • Родамин Ж в водке 1..2 ммоль/л
    • Флуоресцеин в водке 5...7 ммоль/л (обратите внимание, что концентрация превышает растворимость флуоресцеина в изпопропиловом спирте)
      dye_green_superlum
  • При тщательной фокусировке пятна с помощью линзы удается получить небольшие (менее 0.5 мм в диаметре) повреждения на копирке. Это позволяет оценить выходную энергию на уровне 1 мДж, может чуть больше. С учетом огромной величины отношения диаметра лампы к диаметру кюветы можно предполагать, что более 90% света лампы даже не попадает в капилляр. В этом смысле достижение энергии в 1 мДж выглядит... достижением.

 

СИСТЕМА №3

Уменьшенный вариант системы №2. Кювет(к)а сделана из капилляра от CCFL лампы внутренним диаметром 1.5 мм, наружным диаметром 2 мм.
Кюветка сделана в двух вариантах - длиной 50 мм (под одну лампу) и длиной 90 мм (под две лампы). Лампы - китайские от фотовспышек, прямые с межэлектродным зазором 26 мм. Диаметр лампы 3 мм, длина (по колбе) - 40 мм. Лампа (лампы) приматываются к капилляру кухонной фольгой.
На торцах кюветы - как обычно оргстеклянные бобышки с окнами и патрубками. Герметизация глюганом. (Походу выяснилось, что белый глюган, который так хорошо держал вакуум оказался совершенно непригоден для герметизации лазеров на красителях. Глюган, как выяснилось, вообще не способен перманентно держать спирты и спиртоводяные растворы, хотя масло в катушках Тесла держит годами. Из опробованных типов глюгана наиболее продолжительное время выдерживает черный - держит порядка двух недель до протечек. Белый и прозрачный сорта выдерживают заметно меньше.)
Питание - от генератора, описанного в гайде по . (Без каких-либо дополнительных емкостей.) От ГИНа с Максвеллами лампы попросту бы взорвало.
В варианте с двумя лампами лампы соединяются последовательно.
Контур с красителем - такой же как и в предыдущих системах.
Раствор использовался в основном Родамин 6 Ж в водке 2 ммоль/л.
small_single_lamp
small_double_lamp

 

РЕЗУЛЬТАТЫ:

  • Лазер заработал сразу, однако пятно слабое, на фотографиях различимо с трудом.
    Для примера вот фотки пятна "as is" и с усиленным контрастом для лучшей видности
    dye_lil_as_is
    dye_lil_enhanced
  • расходимость тоже не на высоте. По правде говоря, если б не опыт предыдущих систем, то можно было бы и вообще не понять, что это пятно от суперлюма, а не от чего то еще.
  • более длинная кюветка, которая с двумя лампами, дает пятнышко чуть поярче и расходимость чуть поменьше. Но принципиальных улучшений нет.
    dye_lil_2lamp_spot
  • лазер работает на частоте около 10 Гц. Причем при остановке прокачки раствор в капилляре вскипает секунд за десять. При непрерывной прокачке может работать довольно долго.
  • применение капилляра от градусника (внутренний диаметр 0.3 мм, наружний 3 мм) хотя и позволяет снизить расходимость до "лазерного" уровня (пятно 3 мм на 100 мм от лазера) но выходная энергия при этом ничтожна. Насос при этом толком не справляется с прокачкой, так что лазер практически работает в статическом режиме.
    dye_lil_thin_spot_as_is dye_lil_thin_spot_enhanced
    (т.к. пятно очень слабое пришось выкручивать яркость - вторая фотография)
  • фото пятна от лазера с длинным капиляром от градусника и с большой лампой(как в первой системе). Вторая фотография была сделана с уменьшеной экспозицией.
    dye_thin_long_bright dye_thin_long

 

ПОДБОР КОНЦЕНТРАЦИИ КРАСИТЕЛЯ

Как видно из опыта лазер на красителе довольно критичен к концентрации красителя.
Обычно концентрация указывается в миллимолях на литр (реже в миллиграммах на литр). Но это довольно неудобно. И вот почему:
Пусть требуется развести Родамин Ж в концентрации 0.1 mmol/l. Молярная масса родамина около 470 г/моль. Стало быть нужно взять 47 миллиграмм родамина и растворить в одном литре спирта. Все, казалось бы, просто и понятно, до тех пор, пока Вы не попробуете проделать это на практике. Первое, с чем Вы столкнетесь - с тем, что взвесить с хоть сколько нибудь приемлемой точностью 47 мг на бытовых весах Вам не удастся. И тут даже не имеется в виду кухонный безмен или торговые весы. На чашечных весах, известных во времена пленочной фотографии всем фотографам, и на современных китайских с маркировкой "точность 0.01г" минимальное количество вещества, которое удается нормально взвесить, оказывается равнм 0.2 г или больше.
Дело поправимое - берем 0.47 грамм родамина и растворяем в 10 литрах... Проблема в том, что у Вас обычно нет десяти литров спирта. Зачастую под рукой нет и полного литра. Да и зачем такой перерасход красителя - тоже непонятно. А уж о масштабах катастрофы, если все это ведро с раствором опрокинется - и говорить не приходится.
Если настоятельно хочется иметь дело с весами, то делается так: берется, скажем 200 мг родамина (количество, которое можно адекватно взвесить) и растворяется в небольшом объеме растворителя, способном это количество адекватно растворить (для изопропилового спирта это порядка 100 мл, для этанол-водных смесей может быть и меньше). На этом этапе получается расвор с концентрацией 2000 мг/л. Чтобы получить 47 мг/л остается его только разбавить в 42 раза. Проще говоря взять 200 мл растворителя и влить в него чуть меньше пяти миллилитров полученного концентрированного раствора. (Двухсот миллилитров обычно хватает для заправки небольшого лазера.)
Такая процедура уже вполне выполнима, однако так тоже обычно не делают. Во-первых, это муторно. Если Вы случайно ошиблись с концентрацией раствора или с его количеством (казалось, что для заправки хватит, а весь раствор взял да и ушел в шланги) то приходится разводить добавочные количества раствора, концентрации и объемы начинают выражаться далеко не круглыми цифрами. Безудержно начинают плодиться бутылочки и баночки с расворами промежуточных концентраций, что отнюдь не радует.
Во-вторых, что делать, если Вы на самом деле НЕ знаете исходное количество красителя?
Предположим в начале Вы имеете не порошок сухого красителя, а расвор неизвестной концентрации. Сок из маркера, например.
На самом деле проще всего подбирать концентрацию раствора по затуханию луча. Правильно было бы это делать с помощью специального прибора - спектрофотометра, но это не для дома. Дома проще всего это делается "на глаз" при помощи лазерной указки. Зеленая указка хорошо подходит для подбора концетрации родаминов. Для флуоресцеина нужна синяя указка (450 нм) или, на худой конец, фиолетовая (405 нм). Для красителей излучающих в синей области (кумарины и оптические отбеливатели) подойдет только фиолетовая.

Вот фотографии затухания луча типичных указок в работоспособных растворах родамина:   Подсвечено Фиолетовой указкой Подсвечено Зеленой указкой Подсвечено Красной указкой

Раствор без красителя

конечно же это не будет генерить

mix_0_blue mix_0_green mix_0_red 0.07 ммоль/л для лазера с резонатором mix_007_blue mix_007_green mix_007_red 2 ммоль/л для суперлюма mix_2_blue mix_2_green mix_2_red Вот фотографии затухания луча типичных указок в работоспособных растворах флуорисцина:   Подсвечено Фиолетовой указкой Подсвечено Синей указкой Подсвечено Зеленой указкой Подсвечено Красной указкой 110^(-5) ммоль/л для лазера с резонатором florescene_4mirrs_purple florescene_4mirrs_blue florescene_4mirrs_green florescene_4mirrs_red 5 ммоль/л для суперлюма florescene_superradiant_purple florescene_superradiant_blue florescene_superradiant_blue florescene_superradiant_blue

 

Генерация на маркере

Наконец-то найден генерящий маркер. (Известно, что другие самодельщики уже давно нашлитаких маркеров до кучи. Например найденный Джарродом Кинси И Джоном Сингером, но ни одного из таких маркеров нет в продаже в наших краях). Некоторое время назад до меня доперло, что любой из представленных на рынке желто-зеленых флуоресцентных маркеров должен генерить если только дает чистый сок (без мути). Но такой маркер нашелся не сразую Все что пробовалось до этого давало раствор муть мутного мутнее да еще и не оседающий голами. И вот наконец был найден маркер дающий чистый раствор по крайней мере при экстракции водой и сравнительно чистый раствор при экстракции изопропанолом. Это желто-зеленый маркер Brauberg (tm) для выделения (пометки) текста.
Brauberg_textmark_yell
Откройте его и залейте небольшим количеством воды. Подождите несколько минут и вылейте раствор в кювету. "Вылейте" - это немного мягко сказано. На самом деле придется вынуть вкладыш и отжать его прямо в кювету. Иначе концентрации будет недостаточно. В кювете будет прозрачная жидкость с сильной желто-зеленой флуоресценцией (и возможно со слоем пены - не обращайте на нее внимания, генерации она не помешает и довольно быстро осядет). Полученная жидкость довольно легко генерит под лучом на скорую руку собранного воздушного азотника:
n2_dye_mark01
Электроды азотника - алюминиевые трубки диаметром 10 мм и 32 см длиной. Каждое крыло имеет размер 32х12 см. Заметьте, что мощность азотника несколько повыше чем обычно за счет использования двухзазорного рельсового разрядника (виден справа на фото). Лазер атмосферного давления на обычном воздухе (воздушка). Линейка положена поверх лазерного канала в целях шумоподавления а вовсе не для заполнения канала азотом, как можно было бы подумать. Диэлектрик - лист майлара (он же лавсан, он же полиэфир) толщиной 0ю125 мм. Полный зазор в разряднике 6 мм (2x3mm), что соответствует напряжению срабатывания 15.6 kV (В последнее время мне довелось убедиться, что в большинстве моих разрядников напряжение срабатывания составляет 2.6 kv на каждый миллиметр зазора).
Водяной экстракт маркера генерит зеленым цветом
n2_dye_mark_zoom02
Надо заметить, что фото сняты при полном освещении, а не в темноте при длинной выдержке. Кроме того использовалась кювета, боковые стенки которой матовые, и заклеены скотчем для того, чтобы луч красителя мог хоть как-то оттуда выбраться. Поэтому зеленое пятнышко на бумажке несколько размазанное.
Таким образом найден (локализованный;) маркер, генерящий по крайней мере при накачке воздушным лазером. Тесты с ламповой накачкой в процессе...
...Часом пожже. Прям тот же самый сок из маркера (экстракт водой) был залит в сверхизлучательный ламповый лазер (см. выше ) и гладко загенерил без всяческих подстроек (ни подбора напряжения ГИНа ни подбора концентрации не потребовалось):
Brauberg_lamp_gen

Следующий маркер, который загенерил это ViviLite Highlighter.
ViviLite_textmark_yell
В нем довольно много чернил, поэтому просто вскройте маркер, достаньте пористый вкладыш и выжмите его в кювету. Должно хватить на стандартную 5-миллилитровую от спектрофотометра. Концентрация получается достаточной для генерации в прямом луче воздушного TEA-лазера безо всяких линз.
Lenseless_ViviLite

Еще один лазерный маркер желтый Sprint highlighter. Доить его довольно сложно. В нем маленький вкладыш и почти сухой. Выньте вкладыш и разместите над кюветой. Капайте по каплям воду. Если покажется что вкладыш насыщен - выжмите его в кювету. Повторите пару раз. Не переборщите с добавлением воды. Может потребоваться два, три и более маркеров на одну кювету. Раствор получается мутноватым и лазер генерирует довольно размытый луч. Вот фото самого маркера.
Sprint_textmark_yell
Излучает он в зеленом спектре. И только с цилиндрической линзой. Фото генерации было бы довольно скучным, поэтому оно тут не приводится.

Brauberg_CONTACT_yell
Еще одна версия желтого Brauberg'а которая генерит. По свойствам практически не отличается от цилиндрического Brauberg'а. Вообще, похоже, что маркеры одной фирмы и одного цвета наполнены одним и тем же составом вне зависимости от их формы и размеров. По этой причине я не буду учитывать этот маркер как отдельную разновидность.

BSIC_Highlighter_yell
Еще один генерящий маркер. Слегка лучше чем Спринт, но заметно хуже Брауберга. Желтый BASIC Highlighter.

StaffManager_yell
Следующий на очереди желтый STAFF MANAGER textmarker. Угадайте с трех раз каким цветом он генерит? Да - зеленым. Почему-то все желтые маркеры генерят в зеленом. Чтобы его выдоить смочите пористый вкладыш этиловым спиртом (было написано "изопропиловым" но это была опечатка, в действительности с изопропанолом этот маркер дает неустранимую муть) до слегка мокрого состояния и выжмите в кювету. Сок маркера прозрачный но генерит только с линзой.

Farmat_yell
В ряду зеленых пополнение. Это "inФармат текстмаркер". Его вкладыш весьма мокр и содержит много сока. "Отожми и загенери". Генерит хорошо. Сравнимо с Браубергом и Vivilite. Под лучом воздушного лазера не нуждается в цилиндрической линзе. И заводится на приличных расстояниях, что означает низкий порог генерации:
Farmat_yell_lasing

А следующий - первый (для меня по крайней мере) из маркеров, который генерит где нибудь не в зеленом. Встречайте: фиолетовый STAFF MANAGER textmarker! Выжмите его пористый вкладыш в кювету. Отжим хотя и прозрачный, но в том виде, в котором он есть, генерить напрочь отказывается. Разбавьте его изопропанолом в соотношении 1:2 (2 части ИПС на одну часть маркерного сока).

StaffManager_purple
Вот так выглядит сам маркер.

А так он генерит:

StaffManager_purple_lasing
Да, пятно неособо яркое и генерация достигается только с линзой, но она есть! И она не в зелени! Надо будет попробовать его под ламповой накачкой.

 

Розово-Желто-Красно-Оранжевые маркеры

Заставить генерить маркеры красной области спектра заметно сложнее. Процедура их доения тяжела и неказиста. Рассмотрим ее на примере довольно распространенных маркеров Stabilo Boss. Кстати вот фото их всех:
Stabilo_BOSS

Я преднамеренно показываю их вместе, поскольку цвета их корпусов отличаются между собой лишь оттеком. И если смотреть на них по одиночке, да еще и при разном освещении, их очень легко перепутать. На фото показаны (сверху вниз): оранжевый, красный, розовый и сиреневый. (Ну по крайней мере продавец их так называл).

Начнем с оранжевого. Генерит он вот так:
Stabilo_BOSS_orange_lasing

А доят его так:
Сначала сломайте маркер (да они неразборные) и вытащите пористый вкладыш.
M02_Stabilo_BOSS_ora_stuffer

Отожмите его в подходящий сосуд.
После отжима он будет выглядеть так:
M03_Stabilo_BOSS_ora_stuffer_empty

А сам отжим будет выглядеть так:
M04_Stabilo_BOSS_fresh

Отжим полностью непрозрачен. И снабжен аппетитной пенкой сверху. Далее его надо разбавить изопропиловым спиртом. Обычно Вы стараетесь добавить немного спирта, чтобы сохранить большую концентрацию красителя. К сожалению тут это не прокатит. Если изопропилового спирта добавлено слишком мало, раствор так и будет содержать неосаждаемую и неотфильтровываемую муть. То же происходит, при попытке провести данную процедуру с этиловым спиртом. Вероятно то же произойдет, если в изопропиловом спирту содержится слишком много воды (в этом примере использован "радиотехнический" абсолютизированный изопропанол - его иногда можно приобрести в магазинах радиотоваров). Возможно, есть и другие подходящие растворители кроме изопропанола - это мне пока неихвестно.
Нужно добавить не менее 20 мл изопропанола к отжиму с одного маркерного стержня.
M05_Stabilo_BOSS_diluted M06_Stabilo_BOSS_settled

После того как нужное количество изопропилового спирта добавлено муть начнет коагулировать и превращаться в оранжевый творожистый осадок. На левом фото - раствор сразу после добавления изопропанола. На правом - пять минут спустя.

Затем это добро нужно профильтровать. Тут вполне с успехом удается использовать туалетную бумагу, сложенную в два слоя.
M07_Stabilo_BOSS_filtered M08_Stabilo_BOSS_fluo

Фильтрат выглядит прозрачным. В принципе там еще достаточно мусора, но это уже не помешает. На левом фото показан прозрачный отфильтрованный раствор. На правом показано насколько глубоко проваливается в такой раствор луч азотника. Концентрация маловата для генерации под лучом моего лазера, хотя если Ваш азотник мощнее, вероятно генерацию красителя можно будет наблюдать сразу.
M09_Stabilo_BOSS_dried Stabilo_BOSS_orange_lasing
Для поднятия концентрации просто дайте раствору подсохнуть. На левом фото показан раствор, сохший в течение 3х дней. Объем его сократился в 6 раз. Заметьте - на фото показан суммарный продукт дойки четырех маркеров. Теперь концентрация достаточна для получения генерации при накачке воздушным азотником с цилиндрической линзой.

M10_Stabilo_BOSS_orange_lamp_lasing1 M11_Stabilo_BOSS_orange_lamp_lasing2
Пара снимков сока оранжевого Stabilo Boss генерящего в ламповой сверхизлучательной кювете. Пятно не очень яркое и сравнимо с тем, что дает Родамин Ж (Не путать с Родамином 6Ж! тот генерит гораздо гораздо ярче и даже умудряется оставлять следы на копирке) поэтому практическая ценность сомнительна. Просто интересный факт в копилку - оранжевый маркер вполне способен генерить под ламповой накачкой.

 

Stabilo_BOSS_red
Красный Stabilo Boss. Доится точно такде как и оранжевый. Концентрация красителя в нем низковата, поэтому его надо подольше сушить.

Stabilo_BOSS_red_lense_lasing
Генерит в оранжево-желтом. Сок усушенный в 8 раз по обьему все еще требует цилиндрическую линзу.

Stabilo_BOSS_red_lamp_no_lasing1 Stabilo_BOSS_red_lamp_no_lasing2
С лампой. Может, особо не на что смотреть, но по крайней мере можете видеть как эта штука НЕ ГЕНЕРИТ.

Stabilo_BOSS_pink
Розовый Stabilo Boss. Доится по описанному выше процессу (см. оранжевый).

Stabilo_BOSS_pink_lense_lasing
Генерит в оранжево-желтом. Чуть краснее, чем маркер, называемый красным. Скорее всего просто изза большей концентрации красителя. Требует цилиндрической линзы и все еще мутноват, так что дает рассеянное пятно с гало.

Stabilo_BOSS_pink_lamp_no_lasing
Розовый Stabilo генерить с лампой тоже отказался. Еще одно фото, показывающее что выдает суперлюмная кювета, когда генерации нет - обширное размазанное красноватое пятно и ничего общего с теми выраженными кольцами, которые получаются когда суперлюм в наличии. Славните с фотками генерящей кюветы и Вы почувствуете разницу.

 

Стиральный порошок

И снова, как всегда, это уже было описано и сделано. В первую очередь Джарродом Кинси с Джоном Сингером. К сожалению найденные другими любителями "лазерные" порошки отсутствуют в продаже в тех краях, где я живу. А вот Тайд (tm) вездесущ.
T01_Tide

Джон Сингер предполагал, что его можно заставить загенерить, если экстрагировать изопропанолом и сконцентрировать. Собственно это и было мной сделано. Процедура проста и примитивна: насыпьте порошка в банку, залейте спиртом (если используете изопропиловый - проследите, чтобы он НЕ БЫЛ АБСОЛЮТНЫМ, иначе оптический отбеливатель не растворится, в крайнем случае добавьте немного воды). Встрясите, профильтуйте через ткань (отожмите, если потребуется) и дайте отстояться. Через несколько часов перелейте раствор в другую банку, стараясь не поднять со дна осадок. Оставьте сохнуть на несколько дней. Объем раствора должен уменьшиться в три раза для того, чтобы получалось заставить краситель генерить под лучом азотника с циллиндрической линзой. Для того, чтобы сок Тайда загенерил без линз, сушить нужно так, чтобы его объем уменьшился в десять раз.
Вот как выглядит то, что вы получите в результате:
T02_Tide_juice

"Мутноватая соплеобразная жидкость с желтоватым оттенком и сильной фиолетовой флуороесценцией".

T03_Tide_lasing_lenseless T04_Tide_lasing_lense
Слева: сок Тайда генерит БЕЗ цилиндрической линзы. Сфотано в темноте. Справа: сок Тайда с цилиндрической линзой. Сфотано при обычном освещении.

T05_Tide_lasing_lenseless2
Еще одна фотка генерации Тайда. Раствору дали отстояться сутки - хлам осел и жидкость стала прозрачнее и при генерации проявилось четко оформленное пятно. И заметьте - без цилиндрической линзы.

К сожалению это тот случай, когда я не могу сказать, что чуть позже попробую с лампой. В моих ламповых системах используются стеклянные трубки, которые, вероятно режут ультрафиолет. А может я просто недогреваю лампу. Как бы то ни было, оптический отбеливатель с лампой у меня еще ни разу не загенерил и света в конце туннеля не просматривается.

Следующий образец - отбеливатель Textile White. Это настоящий отбеливатель а не просто оптический и он действительно содержит вещества со свободным кислородом (вероятно какие-то перекиси). Но и оптический отбеливатель в нем тоже содержится. (И как только ему удается выжить в таком окислительном растворе?)
Вот так выглядит его бутылка
TextileWhite_front TextileWhite_back

Жидкость, содержащаяся в бутылке на удивление чиста и прозрачна:
TextileWhite_clean

...И способна генерить "как есть" безо всяких дополнительных процедур и растворителей:
TextileWhite_lenceless_lasing1 TextileWhite_lenceless_lasing2
Генерит очень неплохо, безо всяких цилиндрических линз и на приличном расстоянии от лазера - до 40 см.

Следующий на очереди - жидкий стиральный порошок "Ласка, сияние белого ".

Laska_front Laska_turbed
Жидкость в бутылке действительно белая... и совершенно непрозрачная на глаз.

Laska_leceless_lasing
Несмотря на тугую муть это ЭТО все равно генерит. Правда, чтобы получить выраженное пятно все-таки требуется цилиндрическая линза (генерацию в форме полоски удается наблюдать и так). Как видите, лазерная генерация возможна даже в мутных средах. Главное чтобы усиление превышало потери.

Следующий на очереди "Vanish Oxi Action" жидкий стиральный порошок с эффектом отбеливания "белое еще белее". Вот фото бутылки:
Vanish_front Vanish_back

В бутылке содержится прозрачная слегка синеватая жидкость с сильной фиолетовой флуоресценцией и дикой склонностью к пенообразованию.

Vanish_clean

Так же как и "Textile white" этот продукт готов к употреблению прямо из бутылки. По сравнению с упомянутым "Textile white" имеет порог генерации чуть побольше, тем не менее вполне способен генерить под лучом азотника безо всяких линз и фокусировок.

Vanish_lasing

 

Кюветы для лазера на красителе с лазерной накачкой

Пробовать красители на генерацию оказалось проще всего с помощью воздушного лазера. Обычно я использую магазинную кювету от спектрофотометра. Кювета довольно дешевая и имеет только две полированные грани. Две остальные - матовые. Тем не менее им удалось придать некоторую прозрачность оклеив их скотчем. (Поначалу вообще обмазывались машинным маслом). Красители согласились генерить в такой кювете:
glass_cuvette_lasing

Предположим кому-то взбрело в голову делать то же самое но не имея магазинной кюветы. Пусть так же этому кому-то неохота и со стеклом связываться. Хорошо. Берем CD-бокс, режем его прозрачную крышку на полоски и склеиваем в подобие кюветы. Такая кювета была для пробы сделана. Полностью вручную (без применения станков и приспособлений для выдерживания прямых углов и параллельности) поэтому она получилась не столь хорошо сьюстированной как фабричная. Однако краситель все еще генерит.
plastic_cuvette_lasing

Ну а что будет, если кювета вообще в хлам разъюстирована? Для пробы (все из того же полистирола от CD-бокса) была сделана треугольная кювета. Тем не менее генерацию все еще можно заметить - на фото видна выраженная оранжевая полоса на бумажке сбоку от кюветы:
trangle_cuvete_lasing
Правда исчезло яркое пятнышко в центре пятна. Оно, видимо, отвечает генерации с использованием стенок кюветы в качестве резонатора. А пятно в виде полосы - суперлюм (или если уж докапываться до терминологии - УСИ - усиленное спонтанное излучение).
Если осветить кювету полоской с большим отношением длины к ширине, выходной луч сожмется. Это потому что лучи, распространяющиеся под большими углами испытывают меньшее усиление. На практике это может быть сделано с помощью цилиндрической линзы:
trangle_cuvete_lense_lasing

Еще одно замечание напоследок: если будете делать такую кювету, помните, что они ОДНОРАЗОВЫЕ! В том смысле, что отмыть от красителя еще ни одну не удалось.

 

Немного о безопасности

Несмотря на то что эти лазеры кажутся маленькими и невинными они могут нанести вред вашим глазам и оборудованию. Для убедительности можете посмотреть следующее видео:

 

Снова про маркеры

И еще пачка желтозеленых флуоресцентных текстмаркеров. Конечно же они генерят, и конечно в зеленом спектре.

"90 green Recycled PET" желтый текстмаркер (генерация без линзы наблюдается примерно до 20см)
bottle_yellow

ViviLite желтый текстмаркер (генерация без линзы наблюдается до 24см)
vivi_hy1011801_yellow

ErichKrause желтый текстмаркер (уверенная генерация без линзы наблюдается до 45см и возможно более)
ekrause_v40_yellow
По прежнему нет исключения из правила - если желтый текстмаркер дает прозрачный сок, то он будет генерить.

ekrause_v40_yellow_mirr_las
ErichKrause желтый текстмаркер в резонаторном лазере. Маркерная зелень для лампового резонаторного лазера оказалась не такой простой но в итоге палучилось. Для этого пришлось собрать новый лазер - два максвела впаралель по 40 нФ 50 Кв. Геометрию этого лазера пришлось долго подбирать пока не получилось время нарастания 200нс (по свету).

Нечто новенькое - Writewell зеленый текстмаркер. Это первый чисто зеленый(не желтозеленый) маркер который загенерил. Довольно слабо и только с линзой, но хоть какоето разнообразие.
writewell_green

 

Ещещ одно одно забавное место, где случился прогресс, где его никто не ждал - это не флуоресцентные маркеры.

Оказалось что Centropen'овский пермонентный маркер атикул №8576 дает сок, на глаз не отличимый от раствора Родамина 6Ж. Более того - он еще и генерит точно также.

Вот так выглядит сам маркер .
centropen_perm_red

Не вздумайте перепутать с Centropen'овским перманентным маркером артикул №8566. Он вообще не будет генрить. В нем нет флуоресцентного красителя.
Возвращаясь к правильному маркеру. Я апробовал его на генерацию в ламповом суперлюминисцентном лазере и от азотника(лефыий и правый снимки соответственно).
centropen_perm_red_thin_generating centropen_perm_red_N2_generating

После такого успеха я начал пробовать все нефлуоресцентные маркеры под ряд. И нашел кое что еще - красный перманентный маркер Brauberg.
brauberg_perm_red

Загенерил он довольно паршиво. Но фото генерации я всеже сделал. Фото слева сделано при комнатном освещении, справа - при затемнении.
brauberg_perm_red_N2_gen1 brauberg_perm_red_N2_gen2

 

Дальнейший прогресс с перманентными маркерами (т.е. не флуоресцентными) был получен с красным Berlingo
berlingo_perm_red

Berlingo генерит почти также как Brauberg (красный перманент)
berlingo_perm_red_gen

 

Еще один красный перманентный маркер это "Multi Marker"
multi_marker_perm_red

"Multi Marker" генерит гораздо слабее чем centropen, но лучше чем Brauberg. Хотя это может быть не столь заметно на фото, но в действительности он ведет себя лучше. Например, он требует цилиндрической линзы, но способен генерить в пределах +-5мм смещения от фокуса(фокусное расстояние 23мм)
multi_marker_perm_red_gen

 

Похоже что 8576 не единственный в семействе Centropen'ов. Другой отличный лазерный маркер оказался красный перманентный Centropen атикль №2846. Похоже что в него залит тот же самый краситель, что и в 8576 (вероятнее всего - раствор Родамина 6Ж на спирту).
centropen_perm_2846

Centropen №2846 превосходно генерит даже без фокусировки
centropen_perm_2846_gen

 

Оранжевые и розовые текстовыделители отлично флуоресцируют но их сок очень мутный. В простейшем случае можно использовать метод дойки описаный выше по тексту (см. ). Недавно я усовершенствовал процедуру доения сократив время процесса и повысив выход красителя. Как нибудь расскажу об этом поподробнее. Ну а пока просто результаты:

Это "90 green Recycled PET" розовый текстмаркер
bottle_pink

Несмотря на все попытки сохранить высокую концентрацию, расствор получился слишком разбавленый, чего хватито лиш для продольной лазерной накачки. Однако пятно яркое, такчто можно сказать, что генерит он довольно хорошо.
bottle_pink_gen

Без линзы загенерил в концентрации 3 маркера на 1 мл. Но довольно неуверенно.
bottle_pink_gen2

 

Edding345 оранжевый текстмаркер.
edding345_orange

Генерация Edding345 оранжевого текстмаркера. Генерит только с линзой. Доится как обычно.
edding345_orange_lasing

 

Edding345 розовый текстмаркер.
edding345_pink

Генерация Edding345 розового текстмаркера. Генерит только с линзой. Доится как обычно.
edding345_pink_lasing

 

ErichKrause фиолетовый текстмаркер. Уксусная дойка дает сравнительно много сока. Луч азотника лезет на 2мм. Тем не менее с линзой загенерил очень бодро и ярко. Без линзы - нет. Видно, что если усушить в 3-4 раза - загенерит и без линзы.
ekrause_v40_purp

ErichKrause фиолетовый раствор для зеркалки.
ekrause_v40_purp_mix4mirr

ErichKrause фиолетовый генерация в резонаторном лазере.
ekrause_v40_purp_mirr_las

 

ErichKrause розовый текстмаркер. Уксусная дойка дает сравнительно много сока.
ekrause_v40_pink

ErichKrause розовый генерация в резонаторном лазере. Заметно сильнее чем у фиолетового.
ekrause_v40_pink_mirr_las

 

ErichKrause оранжевый текстмаркер. Под азотником после усушки в 4х раза генерит без линзы. Под лампой в очень адванснутой системе(200нс risetime, 27дж) едва генерит, зафотать не представляется возможным.

 

"inФармат" розовый флуоресцентный.
После недельной усушки загенерил без линзы, но количество сока столь мало, что измерить максимальное расстояние не представляется возможным.

Crownhijell P-505 красный перманент(Корея). Сок очень похож на центропен. Свежий сок слишком концентрирован. Нужно разбавить. Но покачто на очереди ламповый лазер.

 

Типы маркеров

Опыт наводит на мысль, что типов маркеров множество, чернил для них заметно меньше, а применяемых в чернилах красителей - и того меньше.
Вот некоторое обобщение моего текущего опыта:

вид маркера описание Фиолетовые маркеры для выделения текста за одним единственным известным мне исключением (STAFF MANAGER) - не флуоресцируют и, конечно, не генерят. Голубые маркеры для выделения текста не флуоресцируют и не генерят Зеленые флуоресцентные маркеры все известные мне типы содержат мутные чернила, некоторые из них генерят даже будучи мутными. Генерят в зеленом. Не осаждаются уксусом. Желтые флуоресцентные маркеры делятся на два подтипа: Желтые флуоресцентные маркеры с прозрачными чернилами все очень эффективно генерят с лазерной и с ламповой накачкой. Тип чернил, судя по всему, тут только один на все виды таких маркеров. Генерят зеленым. Цвет луча и генерационные свойства сильно отличаются от флуоресцеина. Тип красителя кумарин 540?
Желтые флуоресцентные маркеры с молочными чернилами осаждаются уксусом, некоторые генерят с лазерной накачкой. Содержат сравнительно мало красителя. Цвет луча и генерационные свойства похожы на разбавленный раствор предыдущего типа. кумарин 540?
Оранжевые флуоресцентные маркеры с прозрачными чернилами - в продаже не обнаружены. Оранжевые флуоресцентные маркеры с молочными чернилами осаждаются уксусом, все виды хорошо генерят с лазерной накачкой, некоторые генерят с ламповой накачкой. Тип чернил, судя по всему, тут только один на все виды таких маркеров. Генерят желто-оранжевым. Цвет луча и генерационные свойства сильно отличаются от родаминов Ж и 6Ж. Сравнительно плохо поглощают 337нм. Тип красителя родамин Б? Розовые флуоресцентные маркеры с прозрачными чернилами в продаже не обнаружены. Розовые флуоресцентные маркеры с молочными чернилами

осаждаются уксусом, все виды хорошо генерят с лазерной накачкой, некоторые генерят с ламповой накачкой. Тип чернил, судя по всему, тут только один на все виды таких маркеров. Генерят желто-оранжевым. Цвет луча и генерационные свойства сильно отличаются от родаминов Ж и 6Ж но похожи на свойства экстракта оранжевых маркеров. Еще хуже поглощают 337нм.
Возможно - связано с разбавлением.Тип красителя родамин Б?

Красные перманентные маркеры делятся на множество подтипов. Большинство не флуоресцирует и, тем более, не генерит. Флуоресцирующие делятся на два вида. Оба подвида дают прозрачную вытяжку и этиловым и изопропиловым спиртом.
Первый из них в спиртовом растворе дает оранжево-красную флуоресценцию. Похож на Родамин-Б. Представлен маркерами не менее трех фирм и марок. Под накачкой азотником генерит только с сильной фокусировкой. Второй подвид в спиртовом растворе дает зеленовато-желтую флуоресценцию. Похож на
Родамин-6Ж. Представлен только одной фирмой centropen. Легко и мощно генерит с ламповой и с лазерной накачкой.

ИТОГО:

В маркерах применяются три вида флуоресцентных красителей:

  • Родамин-Б
  • Родамин-6Ж
  • Кумарин-540

Еще несколько видов красителей с зеленоватой и голубоватой флуоресценцией применяются в качестве коактиваторов и цветовых корректоров. Идентификация и отделение этих добавок крайне затруднены.

В текстовых маркерах применяется пять видов флуоресцентных чернил:

  • зеленые мутные чернила;
  • желтые прозрачные чернила;
  • желтые молочные чернила;
  • оранжевые молочные чернила;
  • розовые молочные чернила;

В перманентных маркерах применяется два вида флуоресцентных чернил:

  • красные чернила на основе Родамина Б;
  • красные чернила на основе Родамина 6Ж;

 

И еще раз о маркерах

Работа по анализу доступных ресурсов не скончаема. Некоторые из них (ресурсов) кануют в лету, другие появляются на виду день ото дня.

Вот парочка новых пермонентных маркеров, содержащих почти чистый Родамин 6Ж. Их сок похож на Центропеновый как на вид так и по генерации.

Первый из них это Crown Multi P-505F маркер.

Так он выглядит:
CrownMultiP505F

А так он генерит под лучем моего откачного азотника. Концентрация красителя очень мала (кончик маркера промыт 5-ю милилитрами спирта). В принципе, то что концентрация мала вы могли бы сказать и сами, глядя на то как глубоко проваливается луч азотника в кювету, либо заметив зеленый оттенок генерации (А вы разве не знали, что Родамин 6Ж может генерить в зелени если раствор сильно разбавлен?).
CrownMultiP505F_lasing

 

Следующий - Power Line 200 маркер.

Так он выглядит:
PowerLine200

А так генерит. Тут снова откачной азотник и опять концентрация достаточно мала, что бы позволить генерацию в зеленом цвете.
PowerLine200_lasing

 


Источник: http://laserkids.sourceforge.net/rus_dye_laser.html


Лазер на красителях своими руками

Лазер на красителях своими руками

Лазер на красителях своими руками

Лазер на красителях своими руками

Лазер на красителях своими руками

Лазер на красителях своими руками

Лазер на красителях своими руками