Este putin probabil sa stiti ce este amplificatorul lock-in, pentru ca este un instrument utilizat mai mult in cercetare, la masurarea semnalelor slabe, ingropate in zgomot de fond.
https://en.wikipedia.org/wiki/Lock-in_amplifier
https://www.zhinst.com/europe/en/resour ... -detection
https://www.analogictips.com/understand ... ution-faq/
https://www.analog.com/en/analog-dialog ... lator.html
https://physicsopenlab.org/2019/08/20/l ... amplifier/
https://www.instructables.com/Lock-in-Amplifier/
https://support.bentham.co.uk/helpdesk/ ... 3027560213
https://www.thinksrs.com/downloads/pdfs ... utLIAs.pdf
Este alcatuit dintr-un preamplificator (a.c.) cu zgomot mic si un redresor comandat (detector sensibil la faza). Semnalul care trebuie masurat este intrerupt periodic cu frecventa mare (KHz, chiar MHz). Daca se masoara semnale optice se foloseste un chopper, care este alcatuit dintr-un disc cu perforatii, actionat de un motor sincron.
https://www.ci-systems.com/choppers
http://materiel-physique.ens-lyon.fr/BD ... 15-034.pdf
https://www.recycledgoods.com/stanford- ... 451-motor/
Chopperul furnizeaza si un semnal de referinta, care comanda functionarea redresorului sincron. Dupa redresor urmeaza un filtru trece-jos, care este de obicei alcatuit dintr-un circuit de integrare de tip RC. Utilizand redresarea comandata, in faza cu semnalul care trebuie masurat, se poate reduce foarte mult zgomotul de fond. Zgomotul are faza variabila aleator si prin mediere dupa redresare pe timp suficient de mare da rezultat aproape de zero. Semnalul util este in faza cu semnalul de referinta care comanda redresorul sincron si dupa mediere in timp da o componenta utila nenula. Pe Wikipedia se spune ca prin aceasta metoda pot fi puse in evidenta semnale care sunt de un milion de ori mai mici decat zgomotul de fond.
Modularea semnalului util se face prin multe metode, in functie de natura lui (optic, electric etc).
O explicate buna, cu calcul matematic, asupra modului in care functioneaza un detector comandat in faza, este data in una din cele doua carti (mai spre sfarsitul cartii):
https://www.targulcartii.ro/vladimir-do ... 978-597440
https://www.anticariat.net/p/55914/Init ... hail-Iosif
Au trecut 30 de ani de cand le-am citit si nu-mi amintesc in care din ele. Ar fi bine sa le cumparati, sunt carti serioase. Le am pe amandoua, dar sunt puse (rau) undeva unde nu am acces in acest moment. Cand voi avea posibilitatea, voi scana paginile respective si am sa le pun pe forum.
La serviciu am lucrat cu un amplificator lock-in fabricat la inceputul anilor '70, venit la facultate in pachetul de ajutoare primite dupa cutremurul din anul 1977.
https://download.tek.com/manual/MODEL-840.pdf
Era defect, cineva conectase faza retelei de alimentare (220V) la traseul de masa dintre preamplificator si restul circuitelor. Cablajul se volatilizase, dar in rest aparatul nu a fost afectat. Am refacut legatura la masa cu un fir cu sectiunea marita (de la un cablu obisnuit de retea) si aparatul si-a revenit.
In primii doi ani (1990-1992) ca asistent la facultarea la care lucram, am avut in norma ore de laborator la disciplina Fizica Semiconductoarelor. Nu erau lucrari puse si seful de disciplina mi-a spus "faci si dumneata ceva la rece", adica sa le povestesc cum s-ar lucra daca am avea dotarile necesare. Situatia era jenanta (prostii te judeca daca vii in fata lor cu astfel de chestii), asa ca am fost obligat sa repar aparatura defecta (multe scule) si sa realizez lucrari de laborator.
De exemplu, la o lucrare trebuia sa determin lungimea de difuzie a purtatorilor minoritori dintr-o placuta semiconductoare. Semiconductorul l-am gasit in cabinetul fostului sef se disciplina, pe care l-au dat afara (mancatoreli intre ei). Am iluminat placuta cu un laser cu He-Ne, fasciculul fiind trecut printr-un chopper si focalizat cu o lentila convergenta. Purtatorii minoritari erau captati cu un varf de wolfram luat de la o dioda punctiforma cu Ge si acel fotocurent era amplificat cu un convertor I-U cu amplificator operational (un TL081). Placuta era fixata pe o masa de microscop si se putea deplasa pe X si Y. Montajul era foarte sensibil, se masura semnal care era efectiv acoperit de zgomotul de fond.
La nivel de amatori, am vazut pe internet o schema de miliohmetru la care se utiliza un detector sensibil la faza (DSF) exact ca la amplificatorul lock-in. Redresarea se facea cu porti analogice de tipul CMOS (CD4016 sau similare). Din pacate au scos schema respectiva de pe net, au cenzurat sa nu se destepte lumea.
Lock-In amplifier
-
VAX
- Membru
- Mesaje: 474
- Membru din: Sâm Mar 06, 2021 5:23 am
- A apreciat de: 3 ori
- A fost apreciat de: 110 ori
Daca cititi cu atentie pe Wikipedia, veti afla ca acum se produc numai amplificatoare Lock-In digitale. Au o parte analogica la intrare, dar in rest prelucrarea semnalului se face digital. Se zice ca ar fi superioare celor analogice si in plus se pot cupla usor la calculator.
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
Insa si cele analogice sunt scule extraordinare.
Cu Lock-In se pot face si determinari speciale. De exemplu, la o lucrare de laborator
(tot in perioada 1990-1992) trebuia sa determin coeficientul Seebeck la contactul metal-semiconductor.
https://en.wikipedia.org/wiki/Seebeck_coefficient
In mod clasic se realizeaza doua contacte metal-semiconductor pe o placuta semiconductoare, se creeaza o diferenta de temperatura intre cele doua contacte si se masoara tensiunea termoelectrica generata. Apar multe surse de erori, trebuie asteptat sa se ajunga la regimul termic stabilizat. Mi-au picat in maini niste reviste Review of Scientific Instruments ( https://en.wikipedia.org/wiki/Review_of ... nstruments ) si in una (de prin anii '60) am gasit un articol in care se prezenta o metoda desteapta de masurare a coeficientului Seebeck metal-semiconductor cu ajutorul unui amplificator lock-in. Placuta semiconductoare era prinsa intre doua bucati de cupru, una rece si cealalta incalzita. Pe placuta erau puse sudurile rece si incalzita ale unui termocuplu din metale A si B. Apareau tensiuni termoelectrice intre metalele A si B (cea cu care se masura diferenta de temperatura), intre metalul A si semiconductor si intre metalul B si semiconductor. Tensiunile respective erau comutare rapid la intrarea lock-in-ului, cu relee cu contacte umezite cu mercur (pentru rezistenta de contact minima). Nu-mi mai amintesc toata teoria de acolo si nici revista n-o mai am. Ideea este ca dupa Lock-In semnalul se aplica la un inregistrator X-Y (varianta clasica, electromecanic). Se trasa o dreapta inclinata si din panta dreptei se calculau coeficientii respectivi. Totul se desfasura rapid, nu trebuia sa astept ajungerea la regimul termic stabilizat. Porneam incalzirea si maxim doua minute imi trasa dreapta respectiva pe hartia milimetrica de la inregistrator.
N-am avut relee cu mercur si am folosit comutatoare analogice CMOS (MMC4016 - Microelectronica). Faptul ca circuitele CMOS aveau rezista serie de sute de ohmi nu deranja, pentru ca semnalul era preluat de circuit cu rezistenta la intrare de zeci de Mohmi.
Si inregistratorul a fost defect, pe un canal avea un condensator cu tantal solid cu scurtcircuit intermitent (facea "ca toate visele"). Daca nu as fi avut cunostinte de electronica, nu m-as fi descurcat la acel laborator. Tehnicienii erau inteligenti, dar necalificati corespunzator.
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
Insa si cele analogice sunt scule extraordinare.
Cu Lock-In se pot face si determinari speciale. De exemplu, la o lucrare de laborator
(tot in perioada 1990-1992) trebuia sa determin coeficientul Seebeck la contactul metal-semiconductor.
https://en.wikipedia.org/wiki/Seebeck_coefficient
In mod clasic se realizeaza doua contacte metal-semiconductor pe o placuta semiconductoare, se creeaza o diferenta de temperatura intre cele doua contacte si se masoara tensiunea termoelectrica generata. Apar multe surse de erori, trebuie asteptat sa se ajunga la regimul termic stabilizat. Mi-au picat in maini niste reviste Review of Scientific Instruments ( https://en.wikipedia.org/wiki/Review_of ... nstruments ) si in una (de prin anii '60) am gasit un articol in care se prezenta o metoda desteapta de masurare a coeficientului Seebeck metal-semiconductor cu ajutorul unui amplificator lock-in. Placuta semiconductoare era prinsa intre doua bucati de cupru, una rece si cealalta incalzita. Pe placuta erau puse sudurile rece si incalzita ale unui termocuplu din metale A si B. Apareau tensiuni termoelectrice intre metalele A si B (cea cu care se masura diferenta de temperatura), intre metalul A si semiconductor si intre metalul B si semiconductor. Tensiunile respective erau comutare rapid la intrarea lock-in-ului, cu relee cu contacte umezite cu mercur (pentru rezistenta de contact minima). Nu-mi mai amintesc toata teoria de acolo si nici revista n-o mai am. Ideea este ca dupa Lock-In semnalul se aplica la un inregistrator X-Y (varianta clasica, electromecanic). Se trasa o dreapta inclinata si din panta dreptei se calculau coeficientii respectivi. Totul se desfasura rapid, nu trebuia sa astept ajungerea la regimul termic stabilizat. Porneam incalzirea si maxim doua minute imi trasa dreapta respectiva pe hartia milimetrica de la inregistrator.
N-am avut relee cu mercur si am folosit comutatoare analogice CMOS (MMC4016 - Microelectronica). Faptul ca circuitele CMOS aveau rezista serie de sute de ohmi nu deranja, pentru ca semnalul era preluat de circuit cu rezistenta la intrare de zeci de Mohmi.
Si inregistratorul a fost defect, pe un canal avea un condensator cu tantal solid cu scurtcircuit intermitent (facea "ca toate visele"). Daca nu as fi avut cunostinte de electronica, nu m-as fi descurcat la acel laborator. Tehnicienii erau inteligenti, dar necalificati corespunzator.
-
VAX
- Membru
- Mesaje: 474
- Membru din: Sâm Mar 06, 2021 5:23 am
- A apreciat de: 3 ori
- A fost apreciat de: 110 ori
https://www.youtube.com/results?search_ ... +Amplifier
http://article.nadiapub.com/IJSIP/vol8_no5/24.pdf
https://citeseerx.ist.psu.edu/document? ... 4e3a111a43
https://www.aliexpress.us/item/3256805662773530.html
https://www.aliexpress.com/i/2251832773127956.html
https://www.aliexpress.us/item/3256803852325077.html
https://www.aliexpress.us/item/2251832601151012.html
https://www.aliexpress.us/item/2261799919253902.html
https://www.analog.com/en/products/ad630.html
https://www.analog.com/media/en/technic ... /AD630.pdf
https://www.ebay.com/sch/i.html?_from=R ... r&_sacat=0
-
VAX
- Membru
- Mesaje: 474
- Membru din: Sâm Mar 06, 2021 5:23 am
- A apreciat de: 3 ori
- A fost apreciat de: 110 ori
De pe elforum.info am cumparat (in urma cu cativa ani) un Lock-In polonez UNIPAN 232B. Are frecventa maxima de lucru (150 KHz) mai mare decat Keithley-ul cu care am lucrat la serviciu (10 KHz), insa este lucrat mai butucanos (mecanica, carcasa), puteau sa-l faca mult mai mic.
https://elektrotanya.com/unipan-poland_ ... nload.html
Are doua butoane lipsa si o regleta rupta la comutatorul cu care se schimba constanta de timp de integrare, in rest nu pare sa fie umblat in interior. Pana acum nu l-am reparat pentru ca n-am avut nevoie de el.
Este un instrumet cu utilizari deosebite, in special la laboratoarele de fizica.
De exemplu, ar merge bine la o lucrare de laborator la care se verifica legile de la reflexia si refractia luminii la trecerea dintre doua medii dielectrice (cu polarizarea luminii, determinarea coeficientilor de transmisie si reflexie in functie de unghiul de incidenta, determinarea gradului de polarizare si unghiul Brewster). Folosind lumina modulata (de exemplu de la un laser) se poate lucra in conditii normale de iluminare in laborator, nu trebuie sa te chinui pe intuneric.
https://www.brown.edu/research/labs/mit ... re13_0.pdf
http://www.ub.edu/javaoptics/docs_apple ... larEn.html
https://www.brown.edu/research/labs/mit ... -fall-2023
https://physics.stackexchange.com/quest ... eflectance
https://home.strw.leidenuniv.nl/~por/AO ... Optics.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Brewster%27s_angle
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
In anul 2007 (sper ca am retinut corect data), prim-ministrul de atunci (Calin Popescu Tariceanu) a alocat sapte miliarde de euro (cat aduceau in tara capsunarii intr-un an) pentru achizitionarea de aparatura de laborator (licee si facultati). A fost singurul politician care a sprijinit invatamantul in acest sens.
PSD nu a dat nimic, daca se ardea un bec (cu incandescenta) in laborator trebuia sa-l cumpar pe banii mei.
Am stat in frig (13 grade in laborator), ca pe timpul lui Ceausescu, pana in anul 1996, cand PDSR a pierdut (se pare ca intentionat) alegerile. Ma inchideam, cu subinginerul care gestiona aparatura, intr-o incapere mica unde ne incalzeam cu un resou electric, beam multe cafele cu mult zahar (sa ne taie foamea). Ne-am imbolnavit amandoi de diabet si subinginerul a murit de la complicatii in anul 2015. L-am urat pe Ghermam si PSD-ul lui.
Cu ocazia asta, la facultatea la care lucram s-a cumparat (cu 17000 euro - o caciula de bani) un echipament pentru lucrari de laborator cu fibre optice. Era alcatuit dintr-un banc optic (suport pe care se pun diversele componente - sursa de lumina, lentilele etc), un laser cu semiconductor (dioda laser cu emisie in infrarosu), doua obiective de microscop cu care se focaliza raza, suport cu suruburi micrometrice pentru pozitionarea (pe X, Y si Z) fibrei optice, un mosor cu peste 1km de fibra monomod (cu diametrul mic - zeci de um), o fotodioda cu amplificator, sursa de alimentare a laserului, cu posibilitatea de modulare a curentului. In kit era inclus si un osciloscop analogic (HAMEG). S-ar fi putut cumpara pe componente la mai putin de o cincime din suma respectiva, daca profesorii care au comandat instalatia ar fi fost priceputi si responsabili.
Se puteau face doar careva lucrari cu instalatia respectiva. Prima lucrare consta in introducerea razei (de IR !!!) in fibra optica, dupa asta se determina atenuarea luminii pe fibra si se determina unghiul solid in care iesea raza din fibra. Cam atat, bani dati cu ei de pamant.
Problema cea mare era cum sa introduci fasciculul de IR in fibra optica. Nu se vedea nimic, trebuia sa incerci pe orbecaiala.
Le-am explicat celor de la laboratorul de optica ca fara un lock-in nu aveau sanse sa pozitioneze capul fibrei optice in focarul obiectivului de microscop, insa nu auzisera de un astfel de instrument si erau extrem de increzuti, asa ca i-am lasat in durerea lor, nu s-a facut nimic cu instalatia respectiva.
Trebuia ca semnalul (raza) sa fie cautat prin deplasarea pe X, Y si Z a capului fibrei optice, cu fotodioda (+amplificator) la iesirea din fibra, mai intai cu lock-in-ul (semnalul fiind prea slab), dupa care se facea alinierea finala urmarind semnalul pe osciloscop. In mod clar nu era de nasul persoanelor respective.
V-am dat cateva exemple de utilizare a lock-in-ului, din care se vede ca n-ar prea fi pentru electronistii obisnuiti. De asta lock-in-ul polonez nu s-a dat imediat pe elforum si a ajuns la mine.
https://elektrotanya.com/unipan-poland_ ... nload.html
Are doua butoane lipsa si o regleta rupta la comutatorul cu care se schimba constanta de timp de integrare, in rest nu pare sa fie umblat in interior. Pana acum nu l-am reparat pentru ca n-am avut nevoie de el.
Este un instrumet cu utilizari deosebite, in special la laboratoarele de fizica.
De exemplu, ar merge bine la o lucrare de laborator la care se verifica legile de la reflexia si refractia luminii la trecerea dintre doua medii dielectrice (cu polarizarea luminii, determinarea coeficientilor de transmisie si reflexie in functie de unghiul de incidenta, determinarea gradului de polarizare si unghiul Brewster). Folosind lumina modulata (de exemplu de la un laser) se poate lucra in conditii normale de iluminare in laborator, nu trebuie sa te chinui pe intuneric.
https://www.brown.edu/research/labs/mit ... re13_0.pdf
http://www.ub.edu/javaoptics/docs_apple ... larEn.html
https://www.brown.edu/research/labs/mit ... -fall-2023
https://physics.stackexchange.com/quest ... eflectance
https://home.strw.leidenuniv.nl/~por/AO ... Optics.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Brewster%27s_angle
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
In anul 2007 (sper ca am retinut corect data), prim-ministrul de atunci (Calin Popescu Tariceanu) a alocat sapte miliarde de euro (cat aduceau in tara capsunarii intr-un an) pentru achizitionarea de aparatura de laborator (licee si facultati). A fost singurul politician care a sprijinit invatamantul in acest sens.
PSD nu a dat nimic, daca se ardea un bec (cu incandescenta) in laborator trebuia sa-l cumpar pe banii mei.
Am stat in frig (13 grade in laborator), ca pe timpul lui Ceausescu, pana in anul 1996, cand PDSR a pierdut (se pare ca intentionat) alegerile. Ma inchideam, cu subinginerul care gestiona aparatura, intr-o incapere mica unde ne incalzeam cu un resou electric, beam multe cafele cu mult zahar (sa ne taie foamea). Ne-am imbolnavit amandoi de diabet si subinginerul a murit de la complicatii in anul 2015. L-am urat pe Ghermam si PSD-ul lui.
Cu ocazia asta, la facultatea la care lucram s-a cumparat (cu 17000 euro - o caciula de bani) un echipament pentru lucrari de laborator cu fibre optice. Era alcatuit dintr-un banc optic (suport pe care se pun diversele componente - sursa de lumina, lentilele etc), un laser cu semiconductor (dioda laser cu emisie in infrarosu), doua obiective de microscop cu care se focaliza raza, suport cu suruburi micrometrice pentru pozitionarea (pe X, Y si Z) fibrei optice, un mosor cu peste 1km de fibra monomod (cu diametrul mic - zeci de um), o fotodioda cu amplificator, sursa de alimentare a laserului, cu posibilitatea de modulare a curentului. In kit era inclus si un osciloscop analogic (HAMEG). S-ar fi putut cumpara pe componente la mai putin de o cincime din suma respectiva, daca profesorii care au comandat instalatia ar fi fost priceputi si responsabili.
Se puteau face doar careva lucrari cu instalatia respectiva. Prima lucrare consta in introducerea razei (de IR !!!) in fibra optica, dupa asta se determina atenuarea luminii pe fibra si se determina unghiul solid in care iesea raza din fibra. Cam atat, bani dati cu ei de pamant.
Problema cea mare era cum sa introduci fasciculul de IR in fibra optica. Nu se vedea nimic, trebuia sa incerci pe orbecaiala.
Le-am explicat celor de la laboratorul de optica ca fara un lock-in nu aveau sanse sa pozitioneze capul fibrei optice in focarul obiectivului de microscop, insa nu auzisera de un astfel de instrument si erau extrem de increzuti, asa ca i-am lasat in durerea lor, nu s-a facut nimic cu instalatia respectiva.
Trebuia ca semnalul (raza) sa fie cautat prin deplasarea pe X, Y si Z a capului fibrei optice, cu fotodioda (+amplificator) la iesirea din fibra, mai intai cu lock-in-ul (semnalul fiind prea slab), dupa care se facea alinierea finala urmarind semnalul pe osciloscop. In mod clar nu era de nasul persoanelor respective.
V-am dat cateva exemple de utilizare a lock-in-ului, din care se vede ca n-ar prea fi pentru electronistii obisnuiti. De asta lock-in-ul polonez nu s-a dat imediat pe elforum si a ajuns la mine.
-
VAX
- Membru
- Mesaje: 474
- Membru din: Sâm Mar 06, 2021 5:23 am
- A apreciat de: 3 ori
- A fost apreciat de: 110 ori
Daca am discutat despre experiente cu amplificator lock-in si laseri, am sa va povestesc putin despre laserii aflati in dotare la facultatea la care am studiat.
Pentru a intelege cum functioneaza un laser (principiile de baza - inversia de populatie, emisia stimulata, bilantul puterilor in mediul activ etc) va recomand sa cititi din manualul de fizica de clasa a 12-a, de dinainte de '90 (
pg.82-pg.91).
http://manualul.info/Fizica_XII_1986/Fi ... I_1986.pdf
In primul an de facultate (1979-1980) am vazut pe o masa in laboratorul principal (o sala mare cat una de sport, necompartimentata atunci) ca zaceau trei laseri cu heliu-neon, didactici, nefunctionali. I-am bagat in priza si am constatat ca in loc ca descarcarea electrica in amestecul (rarefiat) de He-Ne sa fie continua si cu lumina portocalie-rosiatica, palpaiau (descarcare intermitenta) cu emisie de lumina violeta, care era un indiciu clar ca luasera aer (constructie neetansa).
Puteti citi pe internet despre cum este construit un laser He-Ne.
https://en.wikipedia.org/wiki/Helium%E2%80%93neon_laser
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
Laserii respectivi erau construiti cam ca cel descris aici :
https://www-shaalaa-com.translate.goog/ ... _hist=true
Ferestrele de la capetele tubului, prin care iesea radiatia, erau lame plan-paralele de sticla, inclinate sub unghiul Brewster in raport cu axa tubului, pentru ca radiatia care trecea prin ele sa fie polarizata liniar. Precizez ca se construiesc si laseri He-Ne cu ferestrele perpendiculare pe axul tubului, la laserii care emit lumina nepolarizata. Am vazut un astfel de laser in cabinetul profesorului Stefan Levai (de la IFA-Magurele), autorul capitolului de optica din manualul de fizica de clasa a 11-a. Laserul respectiv (mititel si dragalas) era fabricat in SUA si functiona fara probleme de peste zece ani. Insa nu scotea lumina polarizata liniar.
Laserii cu He-Ne fabricati la IFA aveau grave probleme de etansare, pentru ca ferestrele de sticla de la capete erau lipite cu electropasta (o rasina din doua componente, cam cum este acum Poxipol). Daca le-ar fi sudat prin topirea sticlei, se deformau, nu mai erau perfect plan-paralele si dauna la fasciculul laser. Au aplicat metoda lasa ca merge si asa (lucru nemtesc legat cu ata).
Cu putin efort mintal si cu catena operatii in plus, puteau ca sudeze metalizari la capetele tubului si la cele doua lame de sticla, sa le prelucreze pentru planeitate si sa le lipeasca cu aliaj usor fuzibil (cu cositor sau altceva). Ar fi produs laseri de calitate, fiabili.
In fine, mi-an dat seama imediat care era problema, pentru ca citisem in liceu (in cls. a 10-a) un manual de tehnica vidului, scris pentru elevii de la liceul industrial de la Magurele (viitori tehnicieni in laboratoarele de fizica), stiam ce trebuia sa fac pentru remedierea situatiei (refacearea vidului). Aveam idee despre toate tipurile de pompe de vid (mecanice, cu difuzie, cu sublimare, ionice, criogenice etc).
https://www.anticariat-unu.ro/tehnica-v ... e--p261563
Ulterior am facut rost de cartea respectiva, insa exemplarul meu are cateva pagini albe (defect de tiparire) la capitolul despre pompele turbomoleculare (pompa Holweck).
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... _hist=true
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
In tub intrase aer prin porii electropastei, adica oxigen si azot in principal, care se puteau fixa pe eletrozii metalici sub forma de oxizi si nitruri, in timpul descarcarii electrice. Atomii ionizati sunt mult mai reactivi decat cei neutri.
Am luat un laser acasa. M-am mirat ca laboranta mi l-a dat, pentru ca avea valoarea de inventar aberant de mare -80000 lei, cat o Dacia). Daca pretul ar fi fost stabilit corect, n-ar fi trebuit sa coste mai mult de 3000 lei.
Am dat jos tubul laser (era mititel) si l-am alimentat de la fisa de IT (inainte de redresare, in curent alternativ) de la vechiul televizor Rubin 102, cu care ma jucam inca din gimnaziu, cand nu erau parintii acasa.
De la inceput electrodul din platinita (aliaj Ni-Fe, cu coeficientul de dilatare ca al sticlei) de la anod s-a pulverizat catodic (stratul de cativa micrometri de la suprafata, nu va ganditi ca tot electrodul) si imediat sticla s-a inegrit in jurul lui. Catodul era un cilindru din aluminiu, material care nu se pulverizeaza catodic. Dupa ce am tinut tubul laser alimentat in conditiile respective, o noapte intreaga, vidul s-a refacut si am pus tubul la locul lui. L-am alimentat din sursa laserului (5000 volti/5mA), descarcarea era normala, portocalie si fara sa palpaie, dar nu scotea raza laser pentru ca oglinzile de la capete (cavitatea optica) erau dereglate (nu erau paralele intre ele si perpendiculare pe axul tubului). Credeam ca se regleaza cu aparatura speciala, pe un banc optic, asa am incercat o metoda primitiva, in conditiile date.
Cu tubul dat jos am trimis spre el un fascicul paralel de lumina, obtinul cu un proiector de diapozitive, cu un carton cu o gaura cat acul, introdus in rama unde se punea diapozitivul. Acum as fi folosit un pointer laser, dar atunci nu intra in discutie.
Tubul era (in dormitor - camera mea) la cativa metri de sursa de lumina, in apropiere de perete, cu rol de ecran. Pozitionam tubul astfel incat raza de lumina sa treaca prin el, prin oglinda semitransparenta de la capat. Priveam pe perete ce trecea prin tub.Reglam pozitia oglinzii (se facea din trei suruburi de 3 mm) astfel incat raza reflectata sa se intoarca in obiectivul proiectorului. Astfel ma asiguram ca oglinda laserului era perpendiculara pe axul tubului. Roteam tubul si repetam operatia respectiva la celalalt capat. Am obtinut alinierea aproximativa a oglinzilor, dar dupa montarea tubului la locul lui si alimentare, tot nu scotea nimic pentru ca alinierea nu era perfecta. In etapa a doua, cu tubul alimentat am rotit putin de suruburile care pozitionau oglinzile, pana cand laserul a inceput sa scoata ceva. Dupa asta am reglat ambele oglinzi pe maxim la iesire.
Asa am repus in functionare cele trei lasere. Trebuia sa fie tinute pornite tot timpul, ca sa-si mentina vidul. Din pacate n-au vrut sa faca treaba asta si au inceput iar sa palpaie. Profesorii erau buni la teorie (unii, nu toti), mari tocilari, dar nuli (si fara interes) la practica. Nu aveam ce sa invat de la ei la partea experimentala.
Am repornit si un laser cu He-Ne mai mare, pe care nu puteam sa-l car acasa. Sursa lui cantarea peste 20 Kg, iar tubul avea peste un metru lungime. Tubul era etans (cred ca era importat din Franta), insa cavitatea optica (oglinzile) se deregla usor din cauza dilatarii termice a carcasei si suportului tubului. Oglinzile se puteau regla (pozitiona) cu suruburi micrometrice.
Ca sa reglez cavitatea optica am folosit o fotodioda cu Si, cu amplificator (convertor I-U cu amplificator operational).
Cu fotodioda pusa la un capat al laserului reglam oglinda din partea opusa pentru maxim de lumina (difuza din tub + ce reflecta oglinda). Repetam operatia la capul celalalt. Din aproape in aproape l-am facut sa emita.
Fiind pornit, a venit ln lipsa mea un coleg (un bou !) si a rotit de butonul cu care se regla tensiunea (si curentul prin tub), a dat curentul prea mare, tubul s-a incins si s-a fisurat langa electrodul anodului.
Mai aveau un laser He-Ne, fabricat tot la IFA si tot cu electropasta, care avea sursa separata, ca un butoias. Sursele erau simple, cu un transformator (50 Hz, cat unul de la un radio cu lampi) care scotea 1000V in secundar, un redresor (cu diode 1N4007) cu multiplicarea (x5) tensiunii si niste rezistoare inseriate pentru limitarea curentului prin tub.
Dupa ce l-au casat (dupa anul 1990) am reusit sa recuperez de la el transformatorul, care are mai multe prize in secundar. Am imbatranit si nu cred ca as mai face ceva cu el, dar il pastrez.
Precizez ca si laserele cu He-Ne fabricate cu simt de raspundere (etansate) au o problema, pentru ca in timp heliul iese din ele prin difuzie termica. Atomii de He sunt foarte mici si trec printre atomii din sticla. Se pot "repara" usor, se pune laserul cu totul, sau numai tubul, intr-o incinta umpluta cu He la presiune atmosferica. In cateva zile intra in tub (tot prin difuzie) heliu cat a iesit in cativa ani.
Aveau si un laser didactic cu bioxid de carbon, o bijuterie tehnica. Era mic ca unul cu He-Ne, avea tubul de descarcare cu pereti dubli, pentru racire cu apa. La capete, pe unde iesea radiatia (infrarosu indepartat - 10,6 um) avea ferestre din germaniu ultrapur, transparent la lungimea de unda respectiva. Sursa era separata si electronizata (cu tranzistor si trafo de IT ca la baleiajul orizontal de la televizoarele alb-negru). Scotea 2W in fascicul, aprindea o hartie pusa in fata. Am fost singura persoana care l-a pus in priza, a stat zeci de ani nefolosit. In final i-au spart (dupa 1990) tubul, intentionat, ca sa-l caseze. Cred ca asa au primit ordin de la Secu, sa distruga baza materiala. Am observat ca acelasi lucru (dezastru cu aparatura) s-a intamplat si la alte facultati.
Au mai avut si un laser cu azot, un model experimental (o improvizatie) tot de la IFA. Trebuia sa emita radiatie ultravioleta in impulsuri de mare intensitate, cu care se putea pompa optic un laser cu coloranti organici (rodamina sau altceva). Nu mergea.
Acum se pot face lucrari de laborator cu lasere cu semiconductoare (diode laser), care sunt ieftine si se alimenteaza la tensiune mica.
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
Am cumparat de la o taraba din piata cateva lasere (pointer) cu lumina verde, cu numai 20 lei bucata. Scot lumina puternica, dar se defecteaza repede de la butonul de pornire.
Nu au lungimea de coerenta mare ca la laserii cu He-Ne, nu poti sa faci holograme, dar se pot folosi in multe domenii.
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
Pentru a intelege cum functioneaza un laser (principiile de baza - inversia de populatie, emisia stimulata, bilantul puterilor in mediul activ etc) va recomand sa cititi din manualul de fizica de clasa a 12-a, de dinainte de '90 (
pg.82-pg.91).
http://manualul.info/Fizica_XII_1986/Fi ... I_1986.pdf
In primul an de facultate (1979-1980) am vazut pe o masa in laboratorul principal (o sala mare cat una de sport, necompartimentata atunci) ca zaceau trei laseri cu heliu-neon, didactici, nefunctionali. I-am bagat in priza si am constatat ca in loc ca descarcarea electrica in amestecul (rarefiat) de He-Ne sa fie continua si cu lumina portocalie-rosiatica, palpaiau (descarcare intermitenta) cu emisie de lumina violeta, care era un indiciu clar ca luasera aer (constructie neetansa).
Puteti citi pe internet despre cum este construit un laser He-Ne.
https://en.wikipedia.org/wiki/Helium%E2%80%93neon_laser
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
Laserii respectivi erau construiti cam ca cel descris aici :
https://www-shaalaa-com.translate.goog/ ... _hist=true
Ferestrele de la capetele tubului, prin care iesea radiatia, erau lame plan-paralele de sticla, inclinate sub unghiul Brewster in raport cu axa tubului, pentru ca radiatia care trecea prin ele sa fie polarizata liniar. Precizez ca se construiesc si laseri He-Ne cu ferestrele perpendiculare pe axul tubului, la laserii care emit lumina nepolarizata. Am vazut un astfel de laser in cabinetul profesorului Stefan Levai (de la IFA-Magurele), autorul capitolului de optica din manualul de fizica de clasa a 11-a. Laserul respectiv (mititel si dragalas) era fabricat in SUA si functiona fara probleme de peste zece ani. Insa nu scotea lumina polarizata liniar.
Laserii cu He-Ne fabricati la IFA aveau grave probleme de etansare, pentru ca ferestrele de sticla de la capete erau lipite cu electropasta (o rasina din doua componente, cam cum este acum Poxipol). Daca le-ar fi sudat prin topirea sticlei, se deformau, nu mai erau perfect plan-paralele si dauna la fasciculul laser. Au aplicat metoda lasa ca merge si asa (lucru nemtesc legat cu ata).
Cu putin efort mintal si cu catena operatii in plus, puteau ca sudeze metalizari la capetele tubului si la cele doua lame de sticla, sa le prelucreze pentru planeitate si sa le lipeasca cu aliaj usor fuzibil (cu cositor sau altceva). Ar fi produs laseri de calitate, fiabili.
In fine, mi-an dat seama imediat care era problema, pentru ca citisem in liceu (in cls. a 10-a) un manual de tehnica vidului, scris pentru elevii de la liceul industrial de la Magurele (viitori tehnicieni in laboratoarele de fizica), stiam ce trebuia sa fac pentru remedierea situatiei (refacearea vidului). Aveam idee despre toate tipurile de pompe de vid (mecanice, cu difuzie, cu sublimare, ionice, criogenice etc).
https://www.anticariat-unu.ro/tehnica-v ... e--p261563
Ulterior am facut rost de cartea respectiva, insa exemplarul meu are cateva pagini albe (defect de tiparire) la capitolul despre pompele turbomoleculare (pompa Holweck).
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... _hist=true
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
In tub intrase aer prin porii electropastei, adica oxigen si azot in principal, care se puteau fixa pe eletrozii metalici sub forma de oxizi si nitruri, in timpul descarcarii electrice. Atomii ionizati sunt mult mai reactivi decat cei neutri.
Am luat un laser acasa. M-am mirat ca laboranta mi l-a dat, pentru ca avea valoarea de inventar aberant de mare -80000 lei, cat o Dacia). Daca pretul ar fi fost stabilit corect, n-ar fi trebuit sa coste mai mult de 3000 lei.
Am dat jos tubul laser (era mititel) si l-am alimentat de la fisa de IT (inainte de redresare, in curent alternativ) de la vechiul televizor Rubin 102, cu care ma jucam inca din gimnaziu, cand nu erau parintii acasa.
De la inceput electrodul din platinita (aliaj Ni-Fe, cu coeficientul de dilatare ca al sticlei) de la anod s-a pulverizat catodic (stratul de cativa micrometri de la suprafata, nu va ganditi ca tot electrodul) si imediat sticla s-a inegrit in jurul lui. Catodul era un cilindru din aluminiu, material care nu se pulverizeaza catodic. Dupa ce am tinut tubul laser alimentat in conditiile respective, o noapte intreaga, vidul s-a refacut si am pus tubul la locul lui. L-am alimentat din sursa laserului (5000 volti/5mA), descarcarea era normala, portocalie si fara sa palpaie, dar nu scotea raza laser pentru ca oglinzile de la capete (cavitatea optica) erau dereglate (nu erau paralele intre ele si perpendiculare pe axul tubului). Credeam ca se regleaza cu aparatura speciala, pe un banc optic, asa am incercat o metoda primitiva, in conditiile date.
Cu tubul dat jos am trimis spre el un fascicul paralel de lumina, obtinul cu un proiector de diapozitive, cu un carton cu o gaura cat acul, introdus in rama unde se punea diapozitivul. Acum as fi folosit un pointer laser, dar atunci nu intra in discutie.
Tubul era (in dormitor - camera mea) la cativa metri de sursa de lumina, in apropiere de perete, cu rol de ecran. Pozitionam tubul astfel incat raza de lumina sa treaca prin el, prin oglinda semitransparenta de la capat. Priveam pe perete ce trecea prin tub.Reglam pozitia oglinzii (se facea din trei suruburi de 3 mm) astfel incat raza reflectata sa se intoarca in obiectivul proiectorului. Astfel ma asiguram ca oglinda laserului era perpendiculara pe axul tubului. Roteam tubul si repetam operatia respectiva la celalalt capat. Am obtinut alinierea aproximativa a oglinzilor, dar dupa montarea tubului la locul lui si alimentare, tot nu scotea nimic pentru ca alinierea nu era perfecta. In etapa a doua, cu tubul alimentat am rotit putin de suruburile care pozitionau oglinzile, pana cand laserul a inceput sa scoata ceva. Dupa asta am reglat ambele oglinzi pe maxim la iesire.
Asa am repus in functionare cele trei lasere. Trebuia sa fie tinute pornite tot timpul, ca sa-si mentina vidul. Din pacate n-au vrut sa faca treaba asta si au inceput iar sa palpaie. Profesorii erau buni la teorie (unii, nu toti), mari tocilari, dar nuli (si fara interes) la practica. Nu aveam ce sa invat de la ei la partea experimentala.
Am repornit si un laser cu He-Ne mai mare, pe care nu puteam sa-l car acasa. Sursa lui cantarea peste 20 Kg, iar tubul avea peste un metru lungime. Tubul era etans (cred ca era importat din Franta), insa cavitatea optica (oglinzile) se deregla usor din cauza dilatarii termice a carcasei si suportului tubului. Oglinzile se puteau regla (pozitiona) cu suruburi micrometrice.
Ca sa reglez cavitatea optica am folosit o fotodioda cu Si, cu amplificator (convertor I-U cu amplificator operational).
Cu fotodioda pusa la un capat al laserului reglam oglinda din partea opusa pentru maxim de lumina (difuza din tub + ce reflecta oglinda). Repetam operatia la capul celalalt. Din aproape in aproape l-am facut sa emita.
Fiind pornit, a venit ln lipsa mea un coleg (un bou !) si a rotit de butonul cu care se regla tensiunea (si curentul prin tub), a dat curentul prea mare, tubul s-a incins si s-a fisurat langa electrodul anodului.
Mai aveau un laser He-Ne, fabricat tot la IFA si tot cu electropasta, care avea sursa separata, ca un butoias. Sursele erau simple, cu un transformator (50 Hz, cat unul de la un radio cu lampi) care scotea 1000V in secundar, un redresor (cu diode 1N4007) cu multiplicarea (x5) tensiunii si niste rezistoare inseriate pentru limitarea curentului prin tub.
Dupa ce l-au casat (dupa anul 1990) am reusit sa recuperez de la el transformatorul, care are mai multe prize in secundar. Am imbatranit si nu cred ca as mai face ceva cu el, dar il pastrez.
Precizez ca si laserele cu He-Ne fabricate cu simt de raspundere (etansate) au o problema, pentru ca in timp heliul iese din ele prin difuzie termica. Atomii de He sunt foarte mici si trec printre atomii din sticla. Se pot "repara" usor, se pune laserul cu totul, sau numai tubul, intr-o incinta umpluta cu He la presiune atmosferica. In cateva zile intra in tub (tot prin difuzie) heliu cat a iesit in cativa ani.
Aveau si un laser didactic cu bioxid de carbon, o bijuterie tehnica. Era mic ca unul cu He-Ne, avea tubul de descarcare cu pereti dubli, pentru racire cu apa. La capete, pe unde iesea radiatia (infrarosu indepartat - 10,6 um) avea ferestre din germaniu ultrapur, transparent la lungimea de unda respectiva. Sursa era separata si electronizata (cu tranzistor si trafo de IT ca la baleiajul orizontal de la televizoarele alb-negru). Scotea 2W in fascicul, aprindea o hartie pusa in fata. Am fost singura persoana care l-a pus in priza, a stat zeci de ani nefolosit. In final i-au spart (dupa 1990) tubul, intentionat, ca sa-l caseze. Cred ca asa au primit ordin de la Secu, sa distruga baza materiala. Am observat ca acelasi lucru (dezastru cu aparatura) s-a intamplat si la alte facultati.
Au mai avut si un laser cu azot, un model experimental (o improvizatie) tot de la IFA. Trebuia sa emita radiatie ultravioleta in impulsuri de mare intensitate, cu care se putea pompa optic un laser cu coloranti organici (rodamina sau altceva). Nu mergea.
Acum se pot face lucrari de laborator cu lasere cu semiconductoare (diode laser), care sunt ieftine si se alimenteaza la tensiune mica.
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
Am cumparat de la o taraba din piata cateva lasere (pointer) cu lumina verde, cu numai 20 lei bucata. Scot lumina puternica, dar se defecteaza repede de la butonul de pornire.
Nu au lungimea de coerenta mare ca la laserii cu He-Ne, nu poti sa faci holograme, dar se pot folosi in multe domenii.
https://en-m-wikipedia-org.translate.go ... r_pto=wapp
-
VAX
- Membru
- Mesaje: 474
- Membru din: Sâm Mar 06, 2021 5:23 am
- A apreciat de: 3 ori
- A fost apreciat de: 110 ori
Inainte cu un an de "lovilutie" am obtinut o detasare (contra 5000 lei) la un liceu din Craiova, in incercarea de a obtine titularizarea (care costa aproape 100000 lei - cat o Dacia). Posturile in orasele mari erau blocate, dar se puteau face misculatii (mafia lucra).
Cu ocazia asta mi-au dat (suplinire) niste ore de laborator la facultate, ca pretext sa le repar din aparatura defecta (maldare, aproape totul era defect).
Tocmai reincarcasera (la IFA) cu Ne-Ne laserele pe care le repornisem cand eram student, insa avand vechea problema (luau aer in tub), la scurt timp au inceput sa palpaie. Reincarcare costa enorm (40000 lei/bucata- pret de batjocura). Daca le-ar fi tinut pornite tot timpul, isi mentineau vidul mai mult timp, pentru ca aerul care intra in tub se ioniza si reactiona chimic cu electrozii.
I-am spus laborantei sa le lase pornite la plecare, fara sa stie cadrele didactice, care nu isi asumau acest risc.
Cateva zile totul a fost in regula, dar la un moment dat niste muncitori au umblat la tabloul electric de la subsolul cladirii si din nestiinta au bagat 380 V in reteaua de 220 V. Laserele s-au prajit, s-au strapuns diodele din multiplicatorul de tensiune si secundarul transformatorului a intrat in scurtcircuit. Sala laboratorului era plina cu fum la prima ora. Nu s-ar fi intamplat necazul respectiv (arderea transformaroarelor) daca laserele ar fi avut siguranta fuzibila calibrata, nu niste sarme puse de tehnicianul care intretinea aparatura.
Laboranta era ingrozita, pentru ca laserele aveau valoarea de inventar mai mare decat apartamentul ei. Puteau sa o lase in strada.
Profii au inceput sa se injure unul pe altul, pentru intamplarea respectiva. Daca ar fi fost competenti si oameni de treaba, si-ar fi dat seama care era cauza adevarata a bubei laserilor (fabricate in bataie de joc la IFA) si cu pilele pe care le aveau la intreprinderile din localitate (in primul rand la Electroputere), puteau sa rebobineze gratis transformatoarele. Diodele nu costau mult.
Ca sa o ajut pe laboranta, pentru ca eu o invatasem sa lase laserele in priza peste noapte, am apelat la un coleg de liceu care lucra la SPIACT, unde aveau bobinatoare. Le-au bobinat de doua ori, prima data n-au pus izolatie suficienta si a luat foc secundarul. M-a costat o jumatate de salariu, care atunci era de 2450 lei.
Atunci circula un banc:
O patrula formata din cinci militieni era in control pe la marginea orasului, la ora 12 noaptea. Ii apuca kkrea pe militieni. Comandantul ii zice unui militian, ia numara ba kktii, sa vezi daca suntem toti. Asta numara, unu, doi ... cinci. Numara si militienii, unu, doi, trei patru. Pe el uitase sa se puna la numar. Ii spune comandantului, tov. comandat permiteti-mi sa raportez, ca kkti suntem, dar ca oameni nu.
Cam asa s-au comportat profii de la facultate cand s-au ars laserii, n-au fost ca oameni.
Nu m-am dus de placere sa lucrez la facultate (nu mi-am dorit), unde m-am ingropat de viu timp de 25 de ani. Trebuia sa am post in Craiova, sa pot sa cumpar vechiul apartament al parintilor, ei urmand sa cumpere altul mai mare si mai central. Cel in care stau acum.
Daca acest comentariu vi se pare nepotrivit, puteti sa-l stergeti.
Cu ocazia asta mi-au dat (suplinire) niste ore de laborator la facultate, ca pretext sa le repar din aparatura defecta (maldare, aproape totul era defect).
Tocmai reincarcasera (la IFA) cu Ne-Ne laserele pe care le repornisem cand eram student, insa avand vechea problema (luau aer in tub), la scurt timp au inceput sa palpaie. Reincarcare costa enorm (40000 lei/bucata- pret de batjocura). Daca le-ar fi tinut pornite tot timpul, isi mentineau vidul mai mult timp, pentru ca aerul care intra in tub se ioniza si reactiona chimic cu electrozii.
I-am spus laborantei sa le lase pornite la plecare, fara sa stie cadrele didactice, care nu isi asumau acest risc.
Cateva zile totul a fost in regula, dar la un moment dat niste muncitori au umblat la tabloul electric de la subsolul cladirii si din nestiinta au bagat 380 V in reteaua de 220 V. Laserele s-au prajit, s-au strapuns diodele din multiplicatorul de tensiune si secundarul transformatorului a intrat in scurtcircuit. Sala laboratorului era plina cu fum la prima ora. Nu s-ar fi intamplat necazul respectiv (arderea transformaroarelor) daca laserele ar fi avut siguranta fuzibila calibrata, nu niste sarme puse de tehnicianul care intretinea aparatura.
Laboranta era ingrozita, pentru ca laserele aveau valoarea de inventar mai mare decat apartamentul ei. Puteau sa o lase in strada.
Profii au inceput sa se injure unul pe altul, pentru intamplarea respectiva. Daca ar fi fost competenti si oameni de treaba, si-ar fi dat seama care era cauza adevarata a bubei laserilor (fabricate in bataie de joc la IFA) si cu pilele pe care le aveau la intreprinderile din localitate (in primul rand la Electroputere), puteau sa rebobineze gratis transformatoarele. Diodele nu costau mult.
Ca sa o ajut pe laboranta, pentru ca eu o invatasem sa lase laserele in priza peste noapte, am apelat la un coleg de liceu care lucra la SPIACT, unde aveau bobinatoare. Le-au bobinat de doua ori, prima data n-au pus izolatie suficienta si a luat foc secundarul. M-a costat o jumatate de salariu, care atunci era de 2450 lei.
Atunci circula un banc:
O patrula formata din cinci militieni era in control pe la marginea orasului, la ora 12 noaptea. Ii apuca kkrea pe militieni. Comandantul ii zice unui militian, ia numara ba kktii, sa vezi daca suntem toti. Asta numara, unu, doi ... cinci. Numara si militienii, unu, doi, trei patru. Pe el uitase sa se puna la numar. Ii spune comandantului, tov. comandat permiteti-mi sa raportez, ca kkti suntem, dar ca oameni nu.
Cam asa s-au comportat profii de la facultate cand s-au ars laserii, n-au fost ca oameni.
Nu m-am dus de placere sa lucrez la facultate (nu mi-am dorit), unde m-am ingropat de viu timp de 25 de ani. Trebuia sa am post in Craiova, sa pot sa cumpar vechiul apartament al parintilor, ei urmand sa cumpere altul mai mare si mai central. Cel in care stau acum.
Daca acest comentariu vi se pare nepotrivit, puteti sa-l stergeti.