http://www.youtube.com/watch?v=hch0kvDnTDY Kleine Demonstration zum Kerreffekt, hoffe es gefällt.
Und woran erkennt man, daß da wirklich eine Kerrzelle im Spiel ist und nicht irgend eine LED, die das faket?
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Da musst du halt einfach mal vertrauen, das Video habe ich selber gemacht.
Peter Funke schrieb: > Da musst du halt einfach mal vertrauen, das Video habe ich selber > gemacht. Was ist da alles in dem Rohr drinnen? Grüne LaserLED und eine Zelle die die Polarisation dreht? Kurt (interessiert!)
Ein polarisierter DPSS-Laser (scheinbar), die Kerr-Zelle und ein Polfilter oder polarisierender Strahlteiler welcher die gedrehte Polarisationsebene ausfiltert. Die Kerrzelle macht ja nichts anders als die heute öfter anzutreffenden Pockelszellen. Ich habe hier auch noch eine große Flasche Nitrobenzol und eine extra dafür angefertigte Glaskammer - wollte auch mal eine Kerrzelle bauen. Dabei ging es um den Bau eines regenerativen Verstärkers mit extrem hoher Peakleistung weshalb der Strahl in allen optischen Bauteilen gut auf ~1cm^2 aufgeweitet werden musste, was passende Pockelszellen sehr teuer macht - zudem eine recht exotische Wellenlänge für solche Leistungen. Nunja, Projekt liegt in der Warteschleife... Wie groß sind deine Elektroden/die aktive Fläche? Kommt nun die Arbeit an einem schnellen Hochspannungsschalter? ;) Auf jeden Fall eine schöne Sache - pass aber bitte mit den Nitrobenzol auf.
Sascha W. schrieb: > Ein polarisierter DPSS-Laser (scheinbar), die Kerr-Zelle und ein > Polfilter oder polarisierender Strahlteiler welcher die gedrehte > Polarisationsebene ausfiltert. > > Die Kerrzelle macht ja nichts anders als die heute öfter anzutreffenden > Pockelszellen. > Ich habe hier auch noch eine große Flasche Nitrobenzol und eine extra > dafür angefertigte Glaskammer - wollte auch mal eine Kerrzelle bauen. > Dabei ging es um den Bau eines regenerativen Verstärkers mit extrem > hoher Peakleistung weshalb der Strahl in allen optischen Bauteilen gut > auf ~1cm^2 aufgeweitet werden musste, was passende Pockelszellen sehr > teuer macht - zudem eine recht exotische Wellenlänge für solche > Leistungen. > Nunja, Projekt liegt in der Warteschleife... > > Wie groß sind deine Elektroden/die aktive Fläche? > Kommt nun die Arbeit an einem schnellen Hochspannungsschalter? ;) > > Auf jeden Fall eine schöne Sache - pass aber bitte mit den Nitrobenzol > auf. Danke für die interessanten Zeilen. Ich versuche zusammenzufassen: Ein Kristall wird durch einen roten Laser angeregt und sendet grünes, polarisiertes Licht aus. In disem "Lichtstrahl befindet sich eine Einrichtung die die Polarität drehen kann. Danach folgt ein drehbares Polfilter dass es ermöglicht anhand der Ausgangsleistung zu erkennen ob das "Kerr-Filter" funktioniert und wie stark es die Polphase dreht. Das Kerr-Filter wird durch angelegte HS in Betrieb gesetzt, je höher die Spannung desto mehr Winkeldrehung der Polarität. Oder spielt die Spannung keine/nur eine unbedeutende Rolle. Kurt
Sascha W. schrieb: > Ein polarisierter DPSS-Laser (scheinbar), die Kerr-Zelle und ein > Polfilter oder polarisierender Strahlteiler welcher die gedrehte > Polarisationsebene ausfiltert. Der Laser ist unpolarisiert. Der erste Polfilter steht unter 45° zu den Elektroden, der 2. dann, je nachdem ob man Low oder High Active haben möchte auch auf 45° oder 90° verdreht. > Wie groß sind deine Elektroden/die aktive Fläche? 10mm x 100mm. Aus 2mm Aluminiumflachprofil. Nimm bitte kein Messing, dann bildet sich katalytisch Anilin. > Kommt nun die Arbeit an einem schnellen Hochspannungsschalter? ;) Da ich nur eine steile Signalflanke brauche, dachte ich an einen simplen mech.Schalter(z.B.ein Reed-Relais), der natürlich Hochspannungsfest sein muss. Ansonsten Avalanche-Transistor, oder Funkenstrecke. Hast du eine fertige Schaltung? > Auf jeden Fall eine schöne Sache - pass aber bitte mit den Nitrobenzol > auf. Mach ich....
Hi Peter, jawoll - jetzt sehe ich es auch, zwei Polarisationsfilter; dh. auch die Winkelmarkierungen an jedem Ende der Kerrzelle. Deine Elektrodenabmessungen sind auch in einem guten/praktischen Bereich - in meinem geplanten Aufbau liegen sie ähnlich, habe da eine Formel zur überschlägigen Berechnung der optimalen Länge für einen gebenen aktiven Querschnitt der Kerrzelle und die benötigte Schaltzeit aufgestellt (wie gesagt - unsere Zellen sind sich hinsichtlich der Abmessungen sehr ähnlich), welche eben eine optimale Elektrodenlänge ermittel (im Prinzip nur die Abwägung von höherer Elektrodenkapazität zu niedriegerer Lambda/4-Spannung) - sind natürlich alles 'magic numbers' die aus einer LTspice-Simulation dieses Pulsers stammen: http://www.physics.utoronto.ca/~astummer/pub/mirror/Projects/Archives/2005%20n-Pulse%20Selector/n-Pulse%20Selector.html ...was dann auch gleich die Antwort auf Deine Frage darstellt! Ist ein komplettes, gut dokumentiertes Projekt das man wunderbar als Ausgangspunkt für einen eigenen Pulser verwenden kann. Wenn Du nur eine steile Flanke brauchst kommst Du natürlich mit nur einem Arm aus, genau diese Schaltung habe mit einigen Variationen mehrfach in Betrieb - eine davon, mit einer entsprechend höheren Anzahl an Stufen aber ansonsten keiner Modifikation - pulst eine Spannung von bis zu 35kV. Die exotischen Transistoren gibt es übrigens bei Mouser! ...allgemein ist so ein Solid-State-Pulser heute wohl die beste Wahl - man ist sehr flexibel was Repetitionsrate, Pulslänge, etc... angeht. Was den Hochspannungspuls selbst angeht erzielt man natürlich auch mit den älteren typischen Bauteilen gute Ergebnisse: Thyratrons. Timingjitter sind natürlich wesentlich größer als bei der FET-Variante - ich weiß ja (noch?) nicht was Du vor hast zu bauen, dh. welche Parameter wirklich relevant für Dich sind. Was bei obigem Projekt eindeutig zu kurz kommt sind die EMV-Maßnahmen - diese steilen Flanken bei den gegebenen Kapazitäten, Spannungen und resultierenden Strömen sind schon ein richtig fieser EMP-Generator - d.h. ist kosequent auf gute Abschirmung zu achten, Leitungen vom Pulsgenerator zur Zelle auf jeden Fall koaxial - besser sogar triaxial (die inneren Leiter zum Stromtransport, der äußere/Schirm auf Erde), aufgezogene stromumflossene Fläche möglichst klein halten. Am besten auch der Zelle selbst ein geschirmtes Gehäuse verpassen - habe ich bei meinem Aufbau auch deswegen als zwingend nötig angesehen, da meine Zelle aus Glas ist und sich bei einem eventuellen Glasbruch sich überall verteilendes Nitrobenzol nicht ganz so toll macht... Die Euromas-Alu-Gehäuse von Bopla (oder entsprechende Gehäuse anderer Hersteller) passen ganz gut: http://www.bopla.de/de/gehaeusetechnik/product/euromas-aluminium-f05-gehaeuse.html Was mir noch einfällt: IXYS hat ein paar wirklich coole 'Very High Voltage IGBTs', der Spitzenreiter dieser Familie ist der IXEL40N400 - Vce=4000V, Icm=170A (dauerhaft: 40A) - aber Achtung: Gateladung sind satte 310nC! Das biest brauchst also einen wirklich guten Treiber - so einfach wie der obigen Pulser-Schaltung kommt man da nicht davon. Ich würde wenn dann für jede Stufe eine potentialgetrennte Versorgungsspannung erzeugen, puffern und das Ansteuern über Optokoppler und entsprechende IGBT-Treiber erledigen. ...sehen allgemein wirklich sehr nett aus. Wenn man ohne Serienschaltung auskommt vllt. gar eine bessere Wahl als die andere vorgeschlagene Schaltung mit vielen Stufen. Ansonsten eben etwas wenn wirklich große Ladungsmengen bei hoher Spannung schnell bewegt werden müssen - auf jeden Fall interessante Halbleiter (sind zudem auch gut Verfügbar) - die wären es sicher Wert mal ein paar Experimente zu fahren. So, naja, ist schon ein viel zu langer Roman geworden - ich hoffe es ist zumindest teilweise Interessant für Dich. Wenn Du noch etwas spezielles wissen möchtest, nur raus damit. Gerade was Hochspannung/Hochspannungspulser angeht habe ich ein bisschen Wissen und Erfharung. Zuletzt noch eine Frage: Wofür ist die Kerrzelle denn gedacht? Grüße Sascha
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Was meinst Du mit Schicht? Nitrobenzol ist bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit und die Elektroden sind vollkommen in Nitrobenzol getaucht. Schematisch sieht die Zelle so aus wie im Anhang gezeigt.
Sascha W. schrieb: > Was meinst Du mit Schicht? Nitrobenzol ist bei Raumtemperatur eine > Flüssigkeit und die Elektroden sind vollkommen in Nitrobenzol getauch OK, dann müßte die Schicht (in der die Polarisationsebene des Lichtes gedreht wird) nach den Maßen weiter oben ~100 mm dick sein.
Uhu Uhuhu schrieb: > OK, dann müßte die Schicht (in der die Polarisationsebene des Lichtes > gedreht wird) nach den Maßen weiter oben ~100 mm dick sein. "In den meisten Fällen ist die durch den Kerr-Effekt verursachte Änderung der Brechzahl minimal: in Kristallen in der Größenordnung von 10-4 und in Flüssigkeiten von 10-9. Wenn sich Licht jedoch im Material über eine längere Distanz (sprich: ein paar tausend Wellenlängen) fortbewegt, kumuliert sich der Effekt und man kann durch Anlegen des elektrischen Feldes eine Phasenverschiebung von 0 bis 2\pi erreichen." (https://de.wikipedia.org/wiki/Kerr-Effekt#Erkl.C3.A4rung)
Sascha W. schrieb: >....welche eben eine optimale Elektrodenlänge ermittel (im Prinzip > nur die Abwägung von höherer Elektrodenkapazität zu niedriegerer > Lambda/4-Spannung) - sind natürlich alles 'magic numbers' die aus einer > LTspice-Simulation dieses Pulsers stammen: Ich hatte zu Beginn Probleme eine Phasenverschiebung von Lambda/2 zu erreichen, weil das Nitrobenzol noch eine gewisse Leitfähigkeit aufwies. Obwohl es schon die 2 höchste Reinheit nach pro Analysis hatte. Erst nachdem ein Bekannter es destilliert hat klappt es Einigermaßen. Lambda/2 erreiche ich aber immer noch nicht, egal wie hoch ich mit der Spannung gehe. > ich weiß ja (noch?) nicht was Du vor hast zu bauen, dh. welche Parameter > wirklich relevant für Dich sind. Die Zelle kommt in einer Art Mach-Zehnder Interferometer zum Einsatz. Ich möchte die Laufzeiten 2er Interferenzmuster vergleichen. Als einzigster Parameter ist die Flankensteilheit für mich relevant. Jitter, Pulsdauer interessieren mich erstmal nicht. Ich möchte nicht mit Kanonen auf Spatzen schießen, deswegen ja meine Idee mit dem Hochspannungsrelais. Spricht aus deiner Sicht etwas dagegen? > So, naja, ist schon ein viel zu langer Roman geworden - ich hoffe es ist > zumindest teilweise Interessant für Dich. > Wenn Du noch etwas spezielles wissen möchtest, nur raus damit. Gerade > was Hochspannung/Hochspannungspulser angeht habe ich ein bisschen Wissen > und Erfharung. > Ja, auf jeden Fall interessant. Falls ich Probleme habe komme ich gerne auf dein Angebot zurück. Gruß
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Mir ist zufällig gerade meine Kerrzelle (oder besser gesagt: der Rohbau dieser) in die Hände gefallen - da habe ich mal ein Photo gemacht - ist angehängt. Der Aufbau besteht ausschließlich aus Standard-Glasbauteilen welche der lokale technische Glasbläser zu dieser Kammer zusammengefügt hat - Preis lag bei ~100EUR. Das Rohr hat einen Innendurchmesser von 36mm. Die Abgänge kontaktieren die Elektroden und dienen gleichzeitig zum einfüllen des aktiven Mediums (also dem Nitrobenzol). In entsprechende Durchführungs-Silikon/PTFE-Dichtungen passen 4mm-Buchsen saugend (nur eben auch hier auf das Material dieser Buchsen achten, ich habe welche in V4A bekommen). Des weiteren waren PTFE-Platten als Abstandshalter und Fixierungen für die Elektroden gedacht. Dass Du die Lamdba/2-Spannung nicht erreichst ist komisch - meinst Du, dass Du tatsächlich die nötige Spannung nicht erreichst, also deinem Netzteil vorher der Strom ausgeht (ich gehe mal von statischem Betrieb aus) oder dass die Zelle bei entsprechender Spannung die entsprechende Polarisationsdrehung nicht erreicht? Destilation zur Purifikation von Nitrobenzol ist leider nicht für alle Verunreinigungen zielführend - bei deiner hohen Reinheitsstufe gehe ich ohnehin mal davon aus, dass die herstellungsprozess-bedingten Verunreinigungen keine Auswirkungen mehr auf das elektrische Verhalten haben; ich würde eher auf 'gezogene' Feuchtigkeit, also Wasser, tippen. Das Nitrobenzol solltest Du gut mit CaCl2 trocknen können - einfach in großzügiger Menge hinzugeben, einige Zeit durchmischen und anschließend filtrieren. Natürlich (und das ist ein fieses 'natürlich') alles unter Schutzgasatmosphäre - sonst fängst Du dir gleich wieder Wasser ein. Über das Ausmaß bei zügiger Verarbeitung und wahl geeigneter Laborgefäße (geringe Oberfläche) lässt sich gewiss streiten - einen einfachen Versuch, auch ohne Schutzgasatmosphäre, wäre es sicher Wert, wenn Du noch genügend Nitrobenzol zur Verfügung hast. Das Trocknen mittels Calciumchlorid und anschließendem filtrieren ist ja nicht besonders anspruchsvoll aber die Wahrscheinlichkeit, dass es Dein Problem mit der Lambda/2-Spannung behebt, würde ich als hoch ansehen (jedenfalls wenn es daran liegt dass das Problem an einer zu großen Leitfähigkeit des Nitrobenzols liegt)... Zur Hochspannung: Dass es Dir nur auf die Flanke ankommt ist schön und gut - aber genau das ist ja der Heikle teil bei Hochspannungspulsen. Wie steil muss Sie denn sein? Also - wie schnell musst Du auf welche Spannung kommen? Da ich mal stark annehme es geht hier mindestens um die Lambda/4-Spannung, besagt 4kV, scheiden typische Avalanche-Generatoren leider aus. Die Möglichkeiten sehr steilflankige Pulse mit mechanischen Schaltern zu erzeugen sind auch begrenzt - sowieso bräuchtest Du dafür Reed-Relais mit nassen Kontakten (Quecksilber). Wahrscheinlich gibt es andere elegante, einfache Wege. Die kritische Frage: Wie schnell müssen die 4kV denn erreich sein? Ich will Dich jetzt nicht gleich erschrecken und Dir die komplexeren Aufbauten die für 'kurze' Anstiegszeiten nötig sind vorhalten - erst einmal müssen wir sicherstellen, dass 'kurz' für uns beide in diesem Kontext die selbe Bedeutung hat ;) Beste Grüße Sascha
Sascha W. schrieb: > Mir ist zufällig gerade meine Kerrzelle (oder besser gesagt: der Rohbau > dieser) in die Hände gefallen - da habe ich mal ein Photo gemacht - ist > angehängt. Sieht schick aus. Mein Budget war klein. Grundkörper aus einem 16mm Duran Reagenzglas, bei dem ich Boden und Bördelrand weggeschnitten habe. Zwei ausgefeilte 16er Muttern an den Enden als Auflagefläche für 2 Objektträger. Kontaktiert durch 2 seitliche Bohrungen. Alles verklebt mit Silikon(soll dauerbeständig gegen Nitrobenzol sein) und mit Polyester vergossen. Ein 50er KG-Rohr mit ein paar Muffen. > > Dass Du die Lamdba/2-Spannung nicht erreichst ist komisch - meinst Du, > dass Du tatsächlich die nötige Spannung nicht erreichst, also deinem > Netzteil vorher der Strom ausgeht (ich gehe mal von statischem Betrieb > aus) oder dass die Zelle bei entsprechender Spannung die entsprechende > Polarisationsdrehung nicht erreicht? Die Spannung erreiche ich, die Phase wird aber nicht um Lambda/2 verschoben. Bzw. die Laser wird nicht vollkommen gesperrt. Eine höhere Spannung bringt auch nichts mehr, keine Ahnung woran das liegt. > Destilation zur Purifikation von Nitrobenzol ist leider nicht für alle > Verunreinigungen zielführend - bei deiner hohen Reinheitsstufe gehe ich > ohnehin mal davon aus, dass die herstellungsprozess-bedingten > Verunreinigungen keine Auswirkungen mehr auf das elektrische Verhalten > haben; ich würde eher auf 'gezogene' Feuchtigkeit, also Wasser, tippen. Was die Leitfähigkeit verursacht hat weiß ich nicht. Nach der Destillation war das Problem auf jeden Fall behoben. Mein Bekannter meinte im Sumpf sei irgendein braunes "Zeugs" zurückgeblieben. > > Zur Hochspannung: > Dass es Dir nur auf die Flanke ankommt ist schön und gut - aber genau > das ist ja der Heikle teil bei Hochspannungspulsen. > Wie steil muss Sie denn sein? Also - wie schnell musst Du auf welche > Spannung kommen? Ca. 10 Nanosekunden bis auf 4kV. Bzw. wollte ich beide Elektroden auf 4kV legen, das Relais sollte dann über einen Pullup eine der Elektrode auf Masse ziehen. Ist ja vom Prinzip her eine Schaltfunkenstrecke. Meinst du ein Schaltfunke ist nicht fix genug? Wenn die Kontakte prellen interessiert mich das nicht, die Prellzeiten liegen weit außerhalb meines Messbereichs. Oder weswegen Quecksilberkontakte? > Ich will Dich jetzt nicht gleich erschrecken und Dir die komplexeren... zu spät..;-) Gruß
Peter Funke schrieb: > Die Spannung erreiche ich, die Phase wird aber nicht um Lambda/2 > verschoben. Bzw. die Laser wird nicht vollkommen gesperrt. Eine höhere > Spannung bringt auch nichts mehr, keine Ahnung woran das liegt. Vielleicht ist die wirksame Strecke zu kurz oder nach der Strecke wird die Phasenlage wieder -verwässert- (unbenutzte Flüssigkeit). Kurt
Ich würde die Polarisationsoptiken selbst für das Problem halten - Polarisationsfolien sind ja keine besonders hochwerigen Bauteile. Wäre gut wenn Du einen kleinen polarisierten HeNe-Laser (z.B.) und einen polarisierenden Strahlteiler zur Verfügung hättest - damit könnte man die Kerrzelle schon besser diagnostizieren. Zum Hochspannungspulser: Bei 10ns/4kV musst Du wirklich keine großen Klimmzüge machen - ich hätte ein anderes Regiem gefürchtet. Dennoch würde ich gar nicht anfangen einen entsprechend schnellen Puler mit einem Reed-Relais aufzubauen, obwohl es klappen könnte - da der Aufbau auf für 10ns aber nicht ganz trivial ist und extrem niederinduktiv gehalten werden muss, würde ich Dir nachdrücklich empfehlen den ohnehin nötigen Designaufwand in etwas Handfestest zu stecken: siehe die Schaltung mit den in Serie geschalteten FETs mittels potentialfreier Ansteuerung. Die nötigen Bauteile dafür kosten nicht viel und der Aufbau ist nicht schwierig. Noch eine Frage: Muss die Hochspannungsflanke eigentlich synchron zu einem anderen Ereignis sein? ...dann ist der Jitter vom Auslösezeitpunkt bis zum Hochspannungspuls ja auch ein wichtiges Kriterium - da fährst Du mit der Solid-State-Variante auf jeden Fall auch besser.
Hallo Sascha, Sascha W. schrieb: > Ich würde die Polarisationsoptiken selbst für das Problem halten - > Polarisationsfolien sind ja keine besonders hochwerigen Bauteile. Wäre > gut wenn Du einen kleinen polarisierten HeNe-Laser (z.B.) und einen > polarisierenden Strahlteiler zur Verfügung hättest - damit könnte man > die Kerrzelle schon besser diagnostizieren. das sind die Polarisationsfilter von einer Kamera, keine Folien. An den Filtern kann es nicht liegen, sieht man auch in dem Video. Die Filter sperren den Laser ja fast vollständig, wenn sie 90° verdreht sind. Was da durchkommt ist wirklich minimal. Ich habe einen HeNe-Laser, der nur zu wenig Leistung für meinen Versuch hat, da sind keine Unterschiede. Ich setze vielleicht nochmal einen 2.ten Polfilter mit gleicher Ausrichtung direkt vor den Laser. > Noch eine Frage: Muss die Hochspannungsflanke eigentlich synchron zu > einem anderen Ereignis sein? ...dann ist der Jitter vom Auslösezeitpunkt > bis zum Hochspannungspuls ja auch ein wichtiges Kriterium - da fährst Du > mit der Solid-State-Variante auf jeden Fall auch besser. Ich bin zwar kein Hochspannungsexperte, aber so naiv bin ich auch nicht, einen Jitter im Nanosekundenbereich mit einem Relais realisieren zu wollen. Also nein... Ein Solid-State Hochspannungspulser reizt mich ja schon, ich probiere es aber doch erstmal mit dem Relais. Falls dich mein Projekt animiert an Deinem weiter zu arbeiten, dann berichte mal hier darüber, würde mich freuen. Habe ich ja garnicht damit gerechnet, dass es noch so einen "Freak" gibt. Gruß
Hallo Peter, ich wollte Dich keinesfalls als naiv bezeichnen - Aber steibe Hochspannungsflanken mit Timingjittern unter dem einstelligen Pikosekunden-Bereich sind eine ganz schöne Herausforderung, ich ringe immer noch damit. Sei froh, wenn Deine Schaltung keine derartigen Anforderungen erfüllen muss. Ich habe noch eine interessante Schaltung für Dich gefunden: http://positron.physik.uni-halle.de/EPOS/pixel/2011-06-20/slides/2011-06-21_07a.html ...ist ein Solid-State Marx-Generator, in den weiteren Bildern dieser Gallerie findest Du Bilder vom Aufbau und auch von der Ausgangs-Impulsform. Auch wenn es auf den ersten Blick aufwändiger als die Relais-Version aussieht, glaube ich immer noch, dass Du damit besser bedient sein wirst. Was so ein Relais zur Erzeugung steiler Hochspannungspulse angeht habe ich übrigens nur etwas von Quecksilber-Relais gelesen, ich weiß nicht weshalb, aber trockene/normale Reed-Relais scheinen nicht in Frage zu kommen, für diesen Zweck. Etwas experimentieren wirst Du sowieso müssen und ich denke immer noch, dass Du mit Solid-State-Schaltungen besser fahren wirst - Du darfst auch nicht außer Acht lassen, dass Dein Relais einem gewissen Verschleiß unterliegen wird - vielleicht ist genau das der Grund warum nur Nasskontakt-Relais in Frage kommen?! Bei den extrem steilen Flanken und Spannungen hast Du schon blei kleinsten Kapazitäten extreme Ströme - könnte mir gut vorstellen, dass es Dir sofort die Kontakte verschweißt. Selbst wenn nicht dürfte ein normales Hochspannungsrelais nicht viele Schaltzyklen mitmachen. Ich arbeite momentan an zwei Projekten die einen schnellen Hochspannungspuls benötigen. Zum einen geht es um eine Plasmaentladung. Dafür habe ich einen 500nF/15kV Impulskondensator. Die Flankensteilheit ist nicht so relevant, auch die Synchronisation ist unkritisch (Jitter im Bereich von bis zu ~50ns sind akzeptabel). Was die steigende Flanke angeht - solange das Plasma noch nicht gezündet hat ist die Anstiegszeit nicht besonders wichtig, sobald das Plasma allerdings zündet sollte der Stromanstieg möglichst schnell sein - <5ns bis zum erreichen vom Maximalwert von min. 1kA. Die erwartete Zündspannung des Plasmas im entsprechenden Zeitbereich (Stichwort: mögliche Spannungsüberhöhung bei schnellen Pulsen) bei 90kV. Ich untersuche hierfür gerade die Möglichkeit einen Transmissionline-Transformator aufzubauen - der dürfte für diesen Zweck recht ideal sein. Siehe hier: http://phys.strath.ac.uk/alpha-x/pub/Project/BT%20Grant/progress_rf_field.htm ...wenn das schiefgehen sollte oder nach entsprechender Zeitinvestion keine brauchbaren Ergebnisse bringt werde ich wohl auf gewöhnlichere Möglichkeiten zurückgreifen: Impulstrafo oder (mein zweiter Favorit) ein induktiver Spannungsaddierer. Ach ja, als Schaltelement kommt wohl in jedem Fall eine Funkenstrecke zum Einsatz - ist gut geeignet für die nötige Energie, Gewschindigkeit und Stromstärke. Zum anderen ist sie vorhanden - das spricht ganz besonder für sie! Auch wenn ich (wie Du ja wohl schon bemerkt hast) ein großer Verfechter von Solid-State-Elementen in der Hochspannungstechnik bin - auch so ein SS-Schaltelement für 15kV/7kA will erst einmal gebaut werden; das sind schon ein ganz paar IGBTs oder MOSFETs von nöten, mal ganz abgesehen von den restlichen Bauteilen und Ferritkernen, ... Beim anderen Projekt (steht noch in der Konzeptionsphase) geht es um einen elektrostatischen Deflektor um einen Elektronenstrahl über eine Blende zu scannen um einen extrem kurzen Elektronenbunch zu erzeugen. Benötigte Spannung und Anstiegszeit muss ich noch errechnen/simulieren - ist beides aber nicht so kritisch wie das dritte Kriterium: Timingjitter. Der entstehende Elektronenbunch muss synchron zu einem Laserpuls sein. Der Laserimpuls zirkuliert in einem regenerativen Verstärker (MOPA-System) und wird zu einem entsprechenden Zeitpunkt ausgekoppelt, durchwandert die Verstärkerkette und dringt ins Vakuumsystem ein - entsprechend synchron zum Elektronenbunch. Der Elektronenstrahl bewegt sich annähernd mit Lichtgeschwindigkeit, ein Jitter von 1ns entspräche damit schon einem spatialen Versatz von gut 30cm! Maximal akzeptabel sind 2ps/~0.5mm. Das zu realisieren ist schon sehr anspruchsvoll. Die meisten Probleme bereitet mir der Photodetektor für den Laserimpuls - auch eine Avalanche-Photodiode hat noch zu viel Jitter, ich werde als nächstes mal versuchen die APD auf 77°K abzukühlen, eben mittels flüssigem Stickstoff - mal sehen ob das den Jitter in einen akzeptablen Bereich bekommt, sonst ist ein komplett anderer Typ von Sensor nötig - das wird dann sehr kompliziert. Naja, soviel mal zu meinen Projekten. Freut mich ebenfalls mal von einer anderen Person zu hören die etwas ausgefallenere Experimente macht! Meine Kerrzelle soll übrigens Teil des oben erwähnten MOPA-Lasersystems werden; um den Laserstrahl in/aus einen regenerativen Verstärker zu bringen. Nochmal zu Deinem Aufbau: Der Tipp, dass es an Deinen Polarisatoren liegt war eher eine Verzweiflungstat - ich habe nämlich auch keine gute Idee woran es liegen kann, dass Du zwar eine Lambda/4-Drehung erreichst aber keine Lambda/2-Drehnug. Bis welcher Spannung hast Du das ganze denn getestet? Ich habe noch ein kleines Verständnisproblem: Von der Beschreibung Deines Aufbaus hört es sich fast so an als ob Du eine longitudinale Kerrzelle aufgebaut hast - was mich stark wundern würde, deswegen wollte ich nochmal direkt nachfragen: Legst Du die Spannung an der Eintritts- und Austritts-Seite des Laserstrahls an oder quer dazu? Also so wie in Fig.1 oder so wie in Fig.2 auf folgender Seite: http://www.rp-photonics.com/pockels_cells.html Ich werde nun übrigens wohl auch wieder weiter an meiner Kerrzelle arbeiten - Du hast mich inspiriert. Zumal ich alle wichtigen Komponenten ja schon da habe, ich muss nur die Teflon-Abstandshalter sowie die inneren Elektroden anfertigen, vielleicht das Nitrobenzol noch reinigen und dann kann ich Deine Probleme vielleicht auch praktisch nachvollziehen. Grüße Sascha
Was ich noch fragen wollte: Was hast Du eigentlich mit dem Interferometer vor? Du schriebst, dass Du die Laufzeit zweier Interenzmuster messen möchtest - ich verstehe nicht ganz was Du damit meinst und auch nicht wie Dir die Kerrzelle dabei hilft. Würde mich sehr interessieren was Du da baust - wäre nett wenn Du etwas mehr dazu sagst!
Sascha W. schrieb: > Was ich noch fragen wollte: > Was hast Du eigentlich mit dem Interferometer vor? Du schriebst, dass Du > die Laufzeit zweier Interenzmuster messen möchtest - ich verstehe nicht > ganz was Du damit meinst und auch nicht wie Dir die Kerrzelle dabei > hilft. > Würde mich sehr interessieren was Du da baust - wäre nett wenn Du etwas > mehr dazu sagst! Auf die Gefahr hin dass du mich für verrückt hältst. Bist du ein wenig (Natur)Philosophisch angehaucht? Ein Bekannter hat eine ziemlich phantastische Theorie zur Natur der physikalischen Zeit entwickelt. http://www.sine-metaphysica.de/Pfister_Zeit.pdf Bisher konnten wir niemanden finden der die Theorie veri.- oder falsifizieren kann. Deswegen habe ich mir dieses Experiment ausgedacht. Es ist im Grunde ein Delayed-Choice Experiment, wie Wheeler es gemacht hat. Ein Mach-Zehnder Interferometer mit einem schnellen Lichtschalter(hier die Kerrzelle) in einem Teilarm, der die "welcher Weg" Information gewinnt und so das Interferenzmuster zusammenbrechen lässt. Nach unserer Theorie bricht die Wellenfunktion beim Einschalten der Kerrzelle instantan zusammen und baut sich beim Ausschalten instantan wieder auf. Um das zu überprüfen wollte ich das Interferenzmuster über einen Strahlteiler einmal einen kurze Weg(ca.50cm) auf einen Sichtschirm projizieren und einmal über Spiegel und ein Linsensystem einen langen Weg(30m für 100nS). Es soll dann über 2 Photodioden, die jeweils in einem Bereich destruktiver Interferenz platziert sind, ermittelt werden, ob es eine zeitliche Differenz beim Schalten der Kerrzell zwischen beiden Mustern gibt.Falls unsere Theorie stimmt, gibt es keinen zeitlichen Verzug. Ich weiss, klingt verrückt, dass 2 Hobbyphysiker das schaffen was die Physik mit ihrem Millionenbudget nicht schafft oder für unmöglich hält. Ist wahrscheinlich auch verrückt, eben das wollen wir rausfinden. Falls ich dich nicht verschreckt habe, kannst du mir ja mal deine Meinung dazu sagen. Gruß
Peter Funke schrieb: > http://www.sine-metaphysica.de/Pfister_Zeit.pdf > Hallo Peter Funke. ------------------ Bekanntermaßen sieht man zunächst ein Interferenzmuster, auch wenn man dieses Experiment z.B. mit Elektronen durchführt (die definitiv Teilchen sind). Wenn man jedoch versucht herauszufinden, durch welchen der beiden Spalte ein Teilchen fliegt, bricht das Interferenzmuster zusammen, und man erhält das „Schrotschuss Muster“. Mit anderen Worten: Wann immer die Information verfügbar ist, durch welchen Spalt ein Teilchen fliegt, interpretieren wir das beobachtete Ergebnis als „Teilchen ist Teilchen“ (was wir auch erwarten, da tautologisch), ansonsten interpretieren wir die Beobachtung als „Teilchen ist Welle“ - Ergebnis, was sich aber selbst widerspricht. Bis jetzt konnte dieses Phänomen niemand auf natürliche Weise erklären. ------------------- Das ist sehr wohl auf natürliche Art/Weise zu klären. Kurt
Hallo Sascha, nur noch mal kurz. Ich habe ein mögliche Erklärung, für das nicht erreichen der Lambda/2 Verzögerung gefunden. Also die Zelle ist wie in Fig.2 aus deinem Link aufgebaut. Ich habe gestern den Arbeitslaser, der eine wesentlich höhere Leistung(100mW) als mein Testlaser hat, eingebaut. Dabei habe ich festgestellt, dass der Laserstrahl innerhalb der Zelle aufgeweitet wird. Die Doppelbrechung kann ja statt des Kondensatoraufbaus auch mit intensiven Laserlicht unter einem bestimmten Winkel induziert werden. Der Laser wechselwirkt nun mit dem Nitrobenzol und wirkt so dem E-Feld entgegen. So vermute ich zumindest. Die Vermutung von Kurt ist also garnicht so falsch, die gesammte Zelle ist 130mm lang, der Laser geht also durch 30mm Nitrob. ohne E-Feld. Gruß
Peter Funke schrieb: > > Dabei habe ich festgestellt, dass der Laserstrahl innerhalb der Zelle > aufgeweitet wird. Die Doppelbrechung kann ja statt des > Kondensatoraufbaus auch mit intensiven Laserlicht unter einem bestimmten > Winkel induziert werden. Der Laser wechselwirkt nun mit dem Nitrobenzol > und wirkt so dem E-Feld entgegen. So vermute ich zumindest. Also irgendwie verstehe ich nicht wieso ihr euch diese Arbeit macht. Das mit dem Überlagerungsmuster am Doppelspalt, bei Verwendung von Einzelelektronen, ist doch wirklich nichts Sonderbares wo man versuchten muss es zu erklären. Es ist ganz einfach und logisch erklärbar, nichts -Sonderbares- oder Aussergewöhnliches dabei. Kurt
> Es ist ganz einfach und logisch erklärbar, nichts -Sonderbares- oder > Aussergewöhnliches dabei. Andere sind anderer Meinung. Dann sag mir doch, ob das Interferenzmuster beim Schalten der Kerrzelle instantan, oder erst in der Zeit die ein Photon von der Kerrzelle bis zum Detektor braucht, zusammenbricht. Bisher konnte mir diese Frage niemand beantworten und die Antwort geht auch nicht aus der einschlägigen Literatur über Quantenmechanik, soweit mir bekannt, hervor. Kannst mir viel Arbeit sparen wenn du eine begründete Antwort hast. Hinweis an Sascha. Die Aufweitung des Laser wird durch die sogenannte Kerrlinse verursacht. http://de.wikipedia.org/wiki/Kerr-Linse Du kannst die Kerrzelle also anstatt mit Hochspannung auch mit intensiven Laserlicht schalten. Die E-Feld Komponente des Lichts muss dann um 45° zur Polarisationsrichtung des zu schaltenden Laser stehen. Die Intensität für eine Lambda/2 Verschiebung lässt sich sicher berechnen. Gruß
Peter Funke schrieb: >> Es ist ganz einfach und logisch erklärbar, nichts -Sonderbares- > oder >> Aussergewöhnliches dabei. > > Andere sind anderer Meinung. Dann sag mir doch, ob das Interferenzmuster > beim Schalten der Kerrzelle instantan, oder erst in der Zeit die ein > Photon von der Kerrzelle bis zum Detektor braucht, zusammenbricht. > Bisher konnte mir diese Frage niemand beantworten und die Antwort geht > auch nicht aus der einschlägigen Literatur über Quantenmechanik, soweit > mir bekannt, hervor. Kannst mir viel Arbeit sparen wenn du eine > begründete Antwort hast. Das Interferenzmuster ergibt sich dadurch dass das reisende Elektron auf ihrem Weg zum Ziel die Materie die es passiert, also auch die am Spalt, beeinflusst. Diese Beeinflussung ergibt Rückwirkungen auf das reisende Elektron. (Die beeinflusste Materie wirkt auf das Elektron zurück) Diese Kombi ist es die das Interferenzmuster ergibt. Kurt
Peter Funke schrieb: >> Es ist ganz einfach und logisch erklärbar, nichts -Sonderbares- > oder >> Aussergewöhnliches dabei. > > Andere sind anderer Meinung. Dann sag mir doch, ob das Interferenzmuster > beim Schalten der Kerrzelle instantan, "beim Schalten der Kerrzelle instantan, oder erst in der Zeit" Instantan gibt's nicht. Wenn du ein Lichtsignal auf Materie richtest dann braucht diese Materie einige Schwingzyklen um auf das Licht zu reagieren, seine "Wirkung" zu entfalten. Das hängt von der Intensität ab, ich würde bei starker Beleuchtung mit 2..5 Zyklen rechnen. (erst dann wird z.B ein Elektron freigesetzt, vorher kommt es zur Spiegelwirkung und Ablenkung an Kanten usw.). Du musst aber auch bedenken das deine Umschaltung der Zelle ebenfalls mehrere Schwingzyklen benötigt um wirksam zu sein. Bei 500 TerraHz ist das sicherlich nicht viel, aber es ist. Ich weiss ja nicht was du genau vorhast, aber es scheint auf eine Umschaltung Licht/kein Licht hinauszulaufen. Mit dem Licht willst du wahrscheinlich die Situation nach dem Spalt, oder am Spalt beeinflussen. Kurt
Kurt Bindl schrieb: > Diese Beeinflussung ergibt Rückwirkungen auf das reisende Elektron. > (Die beeinflusste Materie wirkt auf das Elektron zurück) > Diese Kombi ist es die das Interferenzmuster ergibt. Kannst du das denn auch hieb- und stichfest beweisen und wenn ja, wie?
Uhu Uhuhu schrieb: > Kurt Bindl schrieb: >> Diese Beeinflussung ergibt Rückwirkungen auf das reisende Elektron. >> (Die beeinflusste Materie wirkt auf das Elektron zurück) >> Diese Kombi ist es die das Interferenzmuster ergibt. > > Kannst du das denn auch hieb- und stichfest beweisen und wenn ja, wie? Kann ich nicht, es ist die logische Erklärung. Halt, ich habe einen Link für dich, den schauen wir uns gemeinsam an. Erst zur -Beeinflussung-. Das Elektron saust durch den Spalt, es kommt an der Aufweitvorrichtung vorbei die dazu da ist um überhaupt ein Muster zu erkennen. Es wird also eine "Linse" benutzt. Das geht natürlich nicht spurlos am Elektron vorbei, es wird langsamer. Langsamer bedeutet dass es sich "im Zustand der Beschleunigung" befindet. Es wirkt auf die Materie der Linse ein, diese reagiert auf das Elektron und erzeugt selber Wirkungen die auf das Elektron zurückwirken. Selbstverständlich wird dadurch sein Weg beeinflusst und verändert. Gleiche geschieht am/im Spalt selber, auch an den anderen Materieteilen die es auf seinem Weg passiert. Die Beeinflussungen hängen von der Wegstrecke ab die das Elektron nimmt. Geht es mitten durch den Spalt so sind die Beeinflussungen durch die Spaltmaterie, in Bezug auf seinen geradlinigen Weiterflug gering Auskompensation der beiden Seitenwände), schleicht es an einer Wand vorbei ist die Beeinflussung stark. Das Selbe geschieht auch bei der Linse usw. Aber nun such ich den Link, schau dir die Bilder an die bei unterschiedlicher Spaltstellung gemacht wurden. http://iopscience.iop.org/1367-2630/15/3/033018/article Der müsste es sein. Kurt
Kurt Bindl schrieb: > Kann ich nicht, es ist die logische Erklärung. Wer eine Behauptung aufstellt, hat die auch zu beweisen - das ist guter Brauch in den Naturwissenschaften. Kurt Bindl schrieb: > Also irgendwie verstehe ich nicht wieso ihr euch diese Arbeit macht. Vielleicht, weil er handfeste Ergebnisse sehen will, statt nur Behauptungen? > Es ist ganz einfach und logisch erklärbar, nichts -Sonderbares- oder > Aussergewöhnliches dabei. Ob das so ist, weiß man erst nach dem Experiment. Vor dem Experiment kann man leider nur auf Grund eines Modelles spekulieren, von dem man nicht weiß, ob es die Natur korrekt beschreibt.
Uhu Uhuhu schrieb: > Kurt Bindl schrieb: >> Kann ich nicht, es ist die logische Erklärung. > > Wer eine Behauptung aufstellt, hat die auch zu beweisen - das ist guter > Brauch in den Naturwissenschaften. > > Kurt Bindl schrieb: >> Also irgendwie verstehe ich nicht wieso ihr euch diese Arbeit macht. > > Vielleicht, weil er handfeste Ergebnisse sehen will, statt nur > Behauptungen? > >> Es ist ganz einfach und logisch erklärbar, nichts -Sonderbares- oder >> Aussergewöhnliches dabei. > > Ob das so ist, weiß man erst nach dem Experiment. > > Vor dem Experiment kann man leider nur auf Grund eines Modelles > spekulieren, von dem man nicht weiß, ob es die Natur korrekt > beschreibt. Schau dir halt die Bilder an. Kurt
Das gehört auch noch dazu. http://iopscience.iop.org/1367-2630/15/3/033018/media/njp458349suppdata.pdf Kurt
Kurt Bindl schrieb: > Uhu Uhuhu schrieb: >> Vor dem Experiment kann man leider nur auf Grund eines Modelles >> spekulieren, von dem man nicht weiß, ob es die Natur korrekt >> beschreibt. > > > Schau dir halt die Bilder an. > So ruhig? Passt wohl nicht so recht ins Konzept wenn die geliebte QT ihre Grundlage nicht so recht findet. Deswegen weil das mit den Elektronen am D-Spalt nicht so (esoterisch)abläuft wie behauptet. Kurt
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