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Argonlaser ALC-60X

Argonlaser Uniphase 2201

Defekte Argon-Laserröhre Uniphase 2213
Argon-Krypton-Laser Melles Griot 643
Rote grüne und gelber Helium-Neon-Laser
DPSS-Laser
Laser Gallerie

  www.kilovolt.ch


Helium-Neon-Laser HeNe

 

Allgemeine Informationen über Helium-Neon-Laser (HeNe)

Helium-Neon-Laser gehören, wie der Name bereits vermuten lässt, zu den Gaslasern. Die meisten HeNe-Laser strahlen im roten Bereich (632.8nm) und sind aufgrund ihrer hellroten Farbe wesentlich besser zu sehen als beispielsweise rote Laserpointer mit typischerweise 650nm Wellenlänge (dunkelrot). Was viele Leute nicht wissen: Es gibt nicht nur rote Helium-Neon-Laser, sondern auch grüne (543nm GreNe), orange oder gelbe (594nm YeNe). Diese Farben sind jedoch selten zu finden, und meist ist die Leistung dann auch einiges niedriger als bei einer gleich grossen, roten HeNe-Röhre. Bei Helium-Neon-Lasern dient das Helium-Gas zum Pumpen (anregen) des Neon-Gases. Das charakteristische rote Licht kommt jedoch von den Neon-Atomen, welche von einem höheren Energieniveau auf ein tieferes zurückfallen.

 

 

 

Roter (633nm), gelber (594nm) und grüner (543nm) Helium-Neon-Laser

Helium-Neon-Laserrohre sind heute einfach und günstig zu haben (zumindest rote). Besonders bei Auktionshäusern wie ricardo oder ebay findet man kleinere und mittlere Röhren zu Hauf und teilweise zu absoluten Spottpreisen, teilweise auch ganze Systeme mit Netzteil. Leider ist aber oft die Strahl-Divergenz bei den kurzen und billigen Röhren nicht so über alle Zweifel erhaben.

 

Betrieb eines Helium-Neon-Lasers

Um eine HeNe-Röhre betreiben zu können, benötigt man ein kleines Hochspannungsnetzgerät, welches eine Zündspannung von einigen kV (ca. 10kV in der Regel) liefert, um das Gas in der Röhre ionisieren zu können. Nach dem Zündvorgang muss der Röhrenstrom begrenzt werden, dies geschieht normalerweise durch geeignete Vorwiderstände zwischen Hochspannungsversorgung und Röhre. Der Röhrenstrom wird normalerweise auf einige mA (typischerweise auf ca. 5mA) begrenzt. Ein entsprechendes Netzteil kann auch ohne grossen Aufwand selber gebaut werden, indem man einen Zeilentrafo aus einem Fernseher oder Computermonitor als HV-Quelle nimmt und dessen Strom entsprechend der Röhrenanforderung begrenzt.

 

Typisches Hochspannungsnetzteil für kleine HeNe-Röhren

 

Bei Helium-Neon-Röhren ist die Polarität ebenfalls sehr wichtig. Sie funktionieren zwar vermeintlich auch mit falscher Polarität, aber die Röhre zündet schlechter, gibt weniger Leistung ab und stirbt dabei schnell. Es lohnt sich also, abzuklären, wie die HeNe-Röhre korrekt angeschlossen werden muss. Achtung: Sowohl die Röhre als auch das Netzteil können nach Betrieb noch happige Restladungen aufweisen! Dies ist natürlich nur bei den offenen Röhren ein Problem. Solche Röhren müssen nach dem Betrieb unbedingt kurzgeschlossen werden. Eine Berührung ohne vorherige Entladung ist zumindest sehr schmerzhaft! (Ich spreche hier aus eigener Erfahrung ;-))

 

Meine Helium-Neon-Laserröhren

Nachfolgend soll meine kleine Sammlung von  Helium-Neon-Lasern kurz vorgestellt werden. 

Lasos LGK 7512 P

Bereits vor einiger Zeit hat eine seltene, gelbe HeNe-Röhre in meine Sammlung gefunden, ein sogenannter YeNe mit einer Wellenlänge von 594nm. Der Strahl hat eine wunderschöne, goldgelbe Farbe, ähnlich dem Licht einer Quecksilberdampflampe. Die Strahlqualität dieses Lasers ist überragend. Eine extrem gute Divergenz und ein schönes Strahlprofil, so, wie es nur mit einem Gaslaser überhaupt möglich ist. Diesen Laser habe ich bei ricardo.ch ersteigert und gleich mit passendem Netzteil erhalten. Das Netzteil benötigt 24V und ca. 1.5A. Der Laser kam in seiner Originalverpackung und sieht kaum gebraucht aus. Herstelljahr war gemäss einem Aufkleber 2006. Hier einige Bilder:

       

       

Und hier noch das passende Netzgerät:. Es liefert 2600V mit 6.5mA, also Standardwerte, die für verschiedene andere Röhren ebenfalls funktionieren würden.

   

 

Buchmann Showlaser

Einen interessanten Neuzugang möchte ich nachfolgend kurz präsentieren. Diesen Laser habe ich von einem freundlichen Leser meiner Webseite geschenkt bekommen, nochmals ganz herzlichen Dank! Es handelt sich um einen riesigen, etwa einen Meter langen HeNe-Laser des Herstellers Buchmann Showlaser Lasertechnik, leider ohne Typenschild oder sonstige technische Angaben. Der Laser soll gemäss Angaben des Vorbesitzers bis zu 40mW optische Leistung bringen, allerdings kann ich das nicht prüfen. Entgegen meiner ersten Annahme, die verbaute Röhre könnte ggf. etwas kürzer als das umgebende Gehäuse sein, füllt die Röhre tatsächlich das Gehäuse auf ganzer Länge aus. Der Laser gibt das standardmässige Rot eines typischen Helium-Neon-Lasers ab. Die Strahlqualität ist leider schlechter, als man es von einer Röhre dieser Länge denken würde. Schon nach wenigen Metern weitet sich der Strahl zu einem Fleck mit einem Durchmesser von mehreren Zentimetern auf. Vielleicht war das sogar erwünscht in der ursprünglichen Anwendung als Showlaser.

Wie auch immer, ich habe natürlich versucht, diesen Laser zu öfffnen, denn die Röhre dürfte einen imposanten Anblick bieten. Allerdings scheint dies gar nicht so einfach zu sein. Das Gehäuse ist wie eine Art Rohr aufgebaut und lässt sich nur vorne am Strahlaustritt und hinten, wo das Netzkabel reingeht, öffnen. Die Röhre ist an verschiedenen Orten des Gehäuses mit Hilfe von Zwischenstegen gestützt, die wiederum am Gehäuse befestigt sind. Bisher habe ich es nicht hingekriegt, die Röhre da auszubauen. Evt. versuche ich dies zu einem späteren Zeitpunkt nochmals. Hier nun aber zuerst mal einige Bilder:

   

Riesiger HeNe aus der Showtechnik, 1m lange Röhre, daneben zum Grössenvergleich eine sehr kleine HeNe-Röhre resp. ein ALC-60X

   

Strahlaustritt

Mittlerweile habe ich es doch noch geschafft, die Riesenröhre mit dem Netzteil aus dem störrischen Gehäuse rauszuoperieren. Operieren ist übrigens das richtige Wort für diesen Vorgang. Man muss enorm aufpassen, dass man beim Herausnehmen nichts beschädigt. Alleine schon das Eigengewicht der Röhre ist erstaunlich. Die Halterung hinten beim Netzteil war an einer Ecke mit Locktite oder was ähnlichem reingeklebt. Das Rausnehmen der Röhre hat sich gelohnt, aber überzeugen Sie sich mit Hilfe der nachfogenden Fotos am besten gleich selber.

   

   

Hübsche Glasarbeit: Diese HeNe-Röhre ist über 1m lang. Auf dem Bild rechts erkennt man den gesamten Plasmakanal vom OC- bis zum HR-Spiegel

 

Siemens LGK7638

Die neuesten und gleichzeitig grössten HeNe-Röhren meiner kleinen Sammlung sollen gleich nachfolgend etwas näher betrachtet werden. Es sind dies zwei Siemens LGK7638 mit originalem Netzteil. Die Röhren sind vorallem von ihren mechanischen Abmessungen her beeindruckend. Auch das Gewicht schlägt mit satten 4kg pro Röhre zu Buche. Der Durchmesser beträgt ca. 7cm, die Länge etwas über 50cm. Die Spezifikationen sind leider etwas unklar. Beide Röhren haben je zwei Aufkleber (Warnkleber und Typenschild), auf denen die maximale, optische Leistung angegeben ist, allerdings widersprechen sich die beiden Angaben bereits: Auf dem einen Schild ist eine maximale Leistung von 25mW angegeben, auf dem anderen hingegen 30mW. Bei anderen Quellen im Internet ist jedoch nur von ca. 13mW die Rede. Vermutlich hängt die optische Ausgangsleistung stark vom Alter und Zustand der Röhre ab sowie der Spiegeleinstellung. Die Röhren sind mit Hilfe von Rohrschellen auf einer grossen Schiene befestigt für einen sicheren, unverrückbaren Stand. Beide Röhren konnten zu einem absoluten Schnäppchenpreis ersteigert werden (54Fr. inkl. Netzteil). Das Netzteil musste allerdings zuerst repariert werden. Nachfolgend mal einige Bilder der Röhren und des Netzteils sowie dessen Innereien:

 

Beide LGK7638 im Grössenvergleich mit einer kleinen HeNe-Röhre eines unbekannten Herstellers. Die kleine Röhre ist jedoch immer noch grösser als eine der weiter unten beschriebenen LGR7641.

Einige technische Daten:

- Ausgangsleistung: ca. 20 bis 30mW

- Strahldurchmesser: 0.95 mm.

- Divergenz: 0.9mrad

- Transversal Mode: TEM00.

- Brennspannung: ca. 2580V

- Röhrenstrom: 7 mA

- Strombegrenzung: 59kOhm bei Anodenseite, 22kOhm bei Kathodenseite

- Betriebsspannung des Kopfes (bei 7 mA): 3,150 V.

- Durchmesser des Kopfs: ca. 7cm

- Länge des Kopfs: ca. 53cm

 

 

 

                           

Typen- und Warnschilder auf den Laserröhren

 

 

Grössenvergleich zwischen dem Argonlaserkopf ALC-60X und dem LGK7638. Die HeNe-Röhre ist 1.5mal so lang wie der ALC-60X. Man möge mir bitte die schlechte Bildqualität verzeihen. Werde bei Gelegenheit ein besseres Bild knipsen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Das originale Laser/Drucker-Netzteil zu den LGK7638-Röhren

Die beschriebenen Laserröhren waren ursprünglich offenbar für die Verwendung in einem grossen Laserdruckersystem konzipiert worden. Das Netzteil, das ich zusammen mit den beiden Röhren erhielt, war also nicht nur zur Speisung der Laser selber, sondern auch zur Erzeugung der Hochspannung für das Druckersystem. Aus diesem Grund beinhaltet die Speisung noch diverse Komponenten, die eigentlich nicht für die Laserröhren selber benötigt wurden. Im folgenden ein paar Bilder des Netzteils:

Netzteil mit Laserausgang (Kabel ganz rechts) und zwei weiteren Hochspannungsausgängen für den Betrieb des Druckers. Das Speiseteil ist relativ gross und massiv ausgeführt. Es kann relativ einfach zerlegt werden. Leider funktionierte das Gerät nicht, als ich es erhielt. Der Fehler war jedoch relativ schnell gefunden: Aufgrund ausgetrockneter Elektrolyt-Kondensatoren im Primärteil des Schaltnetzteils schwingte der Oszillator nicht an. Es waren lediglich 325V DC am grossen Elko nach der Netzgleichrichtung zu messen. Das Gerät war auch sonst in eher schlechtem Zustand: Überall durch Hitze brüchig gewordene Lötstellen und ausgetrocknete Kondensatoren. Aus diesem Grund führte ich eine kleine Revision durch und ersetzte alle für den Laserbetrieb notwendigen Elkos und lötete überall an den kritischen Stellen nach.

 

 

 

 

Hier ein Blick ins Innere, nach dem Entfernen der Frontplatte. Die einzelnen Printplatten sind nur eingeschoben und lassen sich nach entfernen von gewissen Steckverbindungen problemlos herausziehen. Das Netzteil besteht aus zwei Hauptplatinen, die nachfolgend gezeigt werden.

 

 

 

 

 

 

 

Die erste Platine: Sie beinhaltet das primäre Schaltnetzteil (blauer Printtrafo und grosser Schalttransistor im Hintergrund) und eine Art Zeilentrafo mit nachgeschalteter, vakuumvergossener Kaskade, welche die Hochspannung für die Laserröhre erzeugt. Im Prinzip müsste die Röhre alleine mit diesem Print funktionieren, ausprobiert habe ich das jedoch noch nicht.

 

 

 

 

 

 

 

Hier noch ein Bild des zweiten Prints: Dieser beinhaltet die drei Hochspannungstrafos (Mitte) und die zugehörigen Kaskaden, welche die Hochspannungen für den Betrieb des Druckers erzeugten. Auf dem aufgelöteten Zusatzprint rechts im Bild sind eine Menge Logikgatter, die vermutlich mit der Steuerung des Druckers zu tun hatten. Genau weiss ich jedoch die Funktion nicht.

 

 

 

 

 

 

 

Diverse weitere Helium-Neon-Laser

Eine weitere Auswahl meiner Helium-Neon-Laser-Röhren. Die Röhre rechts ohne Metallgehäuse ist ein grüner HeNe-Laser, ein sogenannter GreNe. Solche Laser sind relativ selten zu finden. Die restlichen abgebildeten Röhren sind alles rote HeNes mit 632.8nm Wellenlänge.

 

 

 

 

 

 

 

Grüner und roter HeNe-Laser-Strahl mit ein bisschen Nebel sichtbar gemacht. Beim Betrachten des Bildes könnte man meinen, die Divergenz dieser Röhren sei sehr schlecht. Dies ist jedoch nicht der Fall. Die vermeintliche Strahlaufweitung rührt daher, dass die Kamera auf den Strahlaustritt der Lasereinheiten fokussiert war und der Rest der Strahlen dadurch natürlich unscharf abgebildet wird.

 

 

 

 

 

 

 

Grüne Helium-Neon-Röhre in ihrer vollen Länge (über 40cm). Trotz ihrer Grösse hat sie nicht mehr als etwa 1 bis 2 mW Ausgangsleistung, weil die grüne Linie bei HeNe's nur eine geringe Verstärkung aufweist. Hersteller und Typ sind leider unbekannt. Der Strahl ist ein sattes hellgrün mit 543nm Wellenlänge und ist relativ dünn. Auf den Bildern sieht er bedeutend dicker aus, weil die Kamera nur auf den Strahlaustritt der Röhre fokussiert hatte.

 

 

 

 

 

 

 

Strahlaustrittsseite (mit Anodenanschluss) der grünen GreNe-Röhre. Man beachte die grüne Beschichtung des Spiegels.

 

 

 

 

 

 

 

 

Grüne Röhre in Betrieb. Auch hier bietet sich das ungewohnte Bild der üblichen roten Entladung in der Röhre, raus kommt jedoch ein grüner Strahl :-)

 

 

 

 

 

 

 

 

Rote Helium-Neon-Röhre in Betrieb. Der Strahl sieht auf dem Foto fast orange aus, ist aber in Wirklichkeit hellrot.

 

 

 

 

 

 

 

 

Rote Helium-Neon-Röhre von Melles-Griot 05LHR160. Diese Röhre habe ich jedoch zwischenzeitlich verkauft.

 

 

 

 

 

 

 

 

Diese sechs kleinen Helium-Neon-Laserröhren habe ich billig bei ebay ersteigert. Es handelt sich um Röhren von Zeiss-Jena LGR7641. Die Röhren sind kurz und klein, deshalb ist auch die Strahlqualität nicht gerade überragend. Nach relativ kurzer Distanz weitet sich der Strahl zu einem breiten Fleck auf. Diese Röhren habe ich alle zwischenzeitlich wieder verkauft.

Technische Daten:
Wellenlänge: 632.8nm (rot)
Zündspannung: 6 kV
Brennspannung: 1,0...1,2kV
Röhren-Strom = 3,5mA

Die Leistung dieser Röhre ist mir nicht genau bekannt, vermutlich ca. 1mW.


 

 

Eine der vielen LGR7641 in Betrieb. Der Strahl wurde mit ein wenig Nebel sichtbar gemacht.

Zur Polarität: Am Pumpstutzen ist (wie bei fast jeder HeNe-Röhre) die Kathode (Minuspol der HV-Quelle), auf der Strahlaustrittsseite die Anode (Pluspol der HV-Quelle).

 

 

 

 

 

 

 

Ein weiteres, komplettes HeNe-Lasersystem, Nippon Electric GLG-5012. Diesen Laser konnte ich zu einem Schnäppchenpreis bei ricardo.ch ergattern. Der Laser kann direkt mit 230V Netzspannung betrieben werden, eine entsprechende Hochspannungsspeisung ist bereits eingebaut. Am Strahlaustritt befindet sich noch eine Kollimatoroptik, um einen parallelen Strahlengang zu ermöglichen. Die Farbe des Strahls ist das HeNe-typische Rot (632.8nm). Der Laser hat eine Länge von ca. 30cm.

 

 

 

 

 

 

Offene Lasereinheit: Rechts 230V Eingang mit Netzschalter, Sicherung, Hochspannungstrafo, unten die Kaskade für die Hochspannung der Röhre, oben durch die HeNe-Röhre selber und links die Kollimator-Linse für einen parallelen Strahlengang.

 

 

 

 

 

 

 

Front des Nippon Electric GLG5012

 

 

 

 

 

 

 

 

Rückseite des Nippon Electric GLG5012

 

 

 

 

 

 

 

 

Betrieb des GLG-5012. Typisches HeNe-Rot. Das Rot einen Helium-Neon-Lasers wird vom Auge heller empfunden als dasjenige einer typischen 650nm-Laserdiode (roter Laserpointer).

 

 

 

 

 

 

 

 

Diesen Melles Griot 05-LHP-271-299 erhielt ich freundlicherweise von einem Mitglied des Forums "Mosfetkiller.de", vielen herzlichen Dank, Adrian! Es handelt sich um eine rote Röhre mit ca. 5mW@632.8nm.

Zu dieser HeNe-Laserröhre fand ich anfangs die technischen Eckdaten nicht. Offenbar wollen die Hersteller oftmals nicht, dass man die elektrischen Daten kennt, sodass man die Laser mit den originalen Netzteilen betreiben muss. Doch nach einigem googeln fand ich schliesslich den Typ des Originalnetzteils heraus, dieser lautet: 05-LPM-340-065. Dieses kleine Standard-HeNe-Netzteil liefert einen Röhrenstrom von 6.5mA. Die Zündspannung beträgt ca. 10kV, der Brennspannungsbereich ist mit 1700V bis 2450V angegeben. Die (gemessene) Brennspannung meiner Röhre beträgt ca. 1950V bei einem Strom von rund 6mA, also ganz typische Normal-Daten für eine durchschnittliche Helium-Neon-Röhre.

 

 

 

Typenschild der oben beschriebenen Melles Griot Röhre. Diese Röhre schient relativ häufig zu sein. Sie ist immer mal wieder auf ebay zu finden zu vernünftigen Preisen. Die Farbe ist Rot (632.8nm), die optische Leistung dürfte irgendwo im Bereich zwischen 2 und 5mW liegen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nebenstehend wieder ein komplettes HeNe-System, Röhre inkl. Netzteil. Der Hersteller ist leider nicht bekannt. Das Netzteil stammt von der Firma Laserdrive, die Modellnummer ist jedoch nur noch teilweise lesbar. Der Betrieb erfolgt direkt mit 230V Netzspannung. Der Laser ist von den Daten her in der gleichen Grössenordnung wie der obige 05-LHP-271-299 von Melles Griot angesiedelt... 

 

 

 

 

 

 

... und das passende Hochspannungsnetzteil dieses Lasersystems mit Typenschild.

 

 

 

 

 

 

 

 

Diese hübschen kleinen HeNe-Röhrchen der Marke Uniphase habe ich kürzlich von einem netten Leser meiner Homepage erhalten. An dieser Stelle nochmals ganz herzlichen Dank, Stefan! Der Typ der Röhren lautet 1007P-673. Beide Röhren sind in einer Kunststoffhalterung untergebracht. Es könnte sein, dass sie aus einem Kassen-Laserscannersystem stammen. Die Röhren lassen sich leider nicht herausnehmen; sie sind mit irgendeiner Klebmasse fest eingebaut und können vermutlich nicht schadlos ausgebaut werden. Mich hätte es interessiert, ob auf der Röhre selber der gleiche Typ vermerkt ist wie auf dem Kunststoffgehäuse.

 

 

 

 

 

Die beiden Typenschilder der kleinen Uniphase 1007P-673. Wie man sieht, stammt der eine Laser  aus dem Jahre 1987, der andere von 1988. Keine Ahnung, ob die Röhren überhaupt noch zünden.

In der Zwischenzeit habe ich die Daten dieser Röhren im Internet ausfindig machen können, man findet sie hier:

http://www.photonicshop.co.uk/fe/Pdf/JUHeNeLaserTubes_0981000_revB.pdf

Zündspannung: 7000V

Brennspannung: 1000V

Röhrenstrom: 4mA

 

 

Uniphase 1007P-673 HeNe-Röhren: HR-Seite

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uniphase 1007P-673 HeNe-Röhren: Strahlaustrittsseite