Трубка-усилитель — основа лазера. Сделана она из кварцевого стекла, диаметр ее 5 мм. Торцы трубки закрыты двумя плоскими окошками из кварцевого стекла, а сама трубка помещена между двумя зеркалами. Вторая такая же трубка — триггер — располагается параллельно первой. Обе трубки смонтированы в эллиптическом отражательном трубчатом зеркале (рис. 1). Вспышка триггера, отражаясь от эллиптического зеркала, концентрируется на усилительной трубке, потому что и усилитель и триггер расположены в фокусах эллиптического отражателя. Плоские отражательные зеркала (диаметром 10 мм) покрыты серебром или алюминием. Одно из зеркал отражает свет полностью, а другое — немного больше половины. Та часть света, которая проходит сквозь второе зеркало, и есть луч лазера.
Общий вид лазера.
(Отражатель условно разрезан. Видны лампа и усилитель.)
Показано подключение вакуумного насоса к лампе

Лазер запускается только от вспышки света большой мощности. Как это достигается? Трубка из кварцевого стекла с электродами из нержавеющей стали или меди и заполненная воздухом — вот и весь триггер. Электроды присоединяются к выводам конденсатора емкостью в 15 мкФ с потенциалом заряда около 3 тыс. в. Для запуска триггера надо создать в нем разрежение в 60 мм ртутного столба. Как только давление упадет до нужной величины, конденсатор разрядится и произойдет вспышка лазера.

Перед очередным импульсом лазера усилитель должен быть охлажден до комнатной температуры. Для этого раствор красителя непрерывно протекает через усилительную трубку. На концы усилительной трубки надевают и приклеивают клеем БФ-2 медные подводящие трубки. Прозрачные кварцевые окошки приклеивают к торцам медных трубок. Скорость протекания раствора красителя не должна быть меньше 4 л/ч.

С откачкой воздуха из триггера отлично справится ручной вакуумный насос (или электрический, если он есть). Выходной патрубок насоса должен быть погружен в банку с мыльной водой, лучше всего в раствор стирального порошка. Это делается для того, чтобы воздух в помещении, где работает лазер, не был загрязнен парами масел. Любое загрязнение спиртового раствора красителя не позволит выжать из лазера даже намека Лазер в разрезе.
Обратите внимание на расположение лампы
и усилителя в фокусах эллиптического отражателя.

Запускается триггер так: в резиновую трубку, идущую от триггерной лампы к вакуумному насосу, врезается Т-образная стеклянная или металлическая трубка. При работающем вакуумном насосе воздух будет закачиваться через открытый конец Т-образной трубки. Если плотно перекрыть отросток тройника пальцем, насос начнет откачивать воздух из триггера.

Электроды лампы сделаны из меди или нержавеющей стали. Диаметр внутренней части около 8 мм, а концы закруглены и по возможности отполированы.

Лампа и усилитель монтируются строго параллельно на расстоянии 15 мм от базы — пластины из пластмассы или толстой фанеры. Расстояние между осями лампы и усилителя 12 мм.

Отражатель представляет собой тонкостенную алюминиевую трубку длиной 80 мм и внутренним диаметром 25 мм. Внутренняя ее поверхность должна быть хорошо отполирована. Затем трубку надо осторожно сдавить в тисках так, чтобы она стала эллиптической в сечении. Большая ось эллипса должна быть на 3 мм длиннее малой. Размеры эти нужно тщательно откорректировать. Отражатель крепится к основанию металлическим хомутом. Большая ось эллипса расположена параллельно плоскости основания. В фокусах эллипса (расстояние между ними 12 мм) закрепляются триггер и усилитель (рис. 2). Оси трубок должны строго совпадать с фокусами эллиптического отражателя. Ячейки для закрепления плоских отражательных зеркал и регулировки их параллельности показаны на рис. 3. Установочные винты с пружинами служат для регулировки угла встречи луча с зеркалом. Полупрозрачное зеркало посеребренной поверхностью направлено в сторону усилительной трубки. Изготовляется это зеркало так. Стеклянную пластинку тщательно обезжиривают, покрывают с одной стороны нитрокраской и проводят с ней реакцию серебряного зеркала, известную из курса химии. Важно определить время выдержки стекла в реакционном растворе, чтобы слой серебра получился полупрозрачным. Это достигается чисто экспериментальным путем: 5 стеклышек выдерживают в сосуде с раствором разное время.. Ячейка для закрепления отражательных зеркал
и регулировки их параллельности.

Желательно, чтобы зеркало пропускало около 18% света. Это проверяется при помощи люксметра.

Источник питания триггера смонтирован в ящике под основанием, на котором закреплены эллиптический отражатель, триггер и усилитель. Провода от конденсатора к триггеру должны быть как можно короче и обладать минимальным сопротивлением, чтобы сократить продолжительность разряда конденсатора, так как интенсивность луча, испускаемого лазером, зависит от длительности вспышки. Лучше всего использовать медные шины сечением 10х1 мм. Блок питания.

В лазере могут быть использованы несколько красителей. Для начальных экспериментов лучше взять родамин. Эта оранжевая краска позволяет получить луч лазера от желто-зеленого до красного цвета. Для приготовления такого раствора необходимо к 1 л метилового спирта добавить 45 мг родамина.

Интересным красителем, испускающим луч интенсивного голубого цвета, является диэтиламинометил-кумарин. Этой краски нужно 75 мг на литр метилового спирта.

Флюоресцеин натрия используется в концентрации 45 мг на литр этилового спирта.

Готовый лазер требует одной, но очень ответственной настройки: надо установить плоские отражательные зеркала строго перпендикулярно оси усилителя и строго параллельно друг другу. В противном случае лазер будет мертв. Для установки зеркал нужен карманный фонарик, бинокль или подзорная труба, а лучше всего школьный телескоп. Необходимо также иметь две призмы, представляющие в сечении равнобедренный прямоугольный треугольник. В каждом бинокле есть по четыре такие призмы. На стекло фонарика наклеивается диафрагма из непрозрачного материала с точечным отверстием против нити накала лампочки. Полупрозрачное зеркало снимается, а приборы располагаются, как показано на рис. 5 вверху. В объективе телескопа появится два изображения нити накала лампочки.Настройка лазера.
На верхней части рисунка полупрозрачное зеркало снято.
Производится регулировка положения непрозрачного зеркала.
На нижней части рисунка показан ход лучей в системе
при регулировке положения полупрозрачного зеркала

Оба изображения (преломленное призмой и отраженное непрозрачным зеркалом) необходимо совместить, причем так, чтобы совмещенное изображение находилось точно посредине поля зрения бинокля, подзорной трубы или телескопа. Затем устанавливается полупрозрачное зеркало (рис. 5 внизу), и двойное изображение нити накала (отраженное полупрозрачным зеркалом и полученное ранее совмещением) снова совмещается. При этом надо регулировать установку только полупрозрачного зеркала. Когда все это сделано, ваш лазер готов к работе.