115-мм рубиновый стержень: удлиненный кристалл для усовершенствованных импульсных лазерных систем

Краткое описание:

Рубиновый стержень 115 мм — это высокопроизводительный лазерный кристалл увеличенной длины, разработанный для импульсных твердотельных лазерных систем. Изготовленный из синтетического рубина — матрицы оксида алюминия (Al₂O₃), пропитанной ионами хрома (Cr³⁺), — рубиновый стержень обеспечивает стабильную производительность, превосходную теплопроводность и надежное излучение на 694,3 нм. Увеличенная длина рубинового стержня 115 мм по сравнению со стандартными моделями повышает коэффициент усиления, позволяя накапливать больше энергии за импульс и повышая общую эффективность лазера.

Известный своей прозрачностью, твердостью и спектральными свойствами, рубиновый стержень остается ценным лазерным материалом в научных, промышленных и образовательных секторах. Длина 115 мм обеспечивает превосходное оптическое поглощение во время накачки, что приводит к более яркому и мощному выходу красного лазера. Будь то в передовых лабораторных установках или OEM-системах, рубиновый стержень оказывается надежной лазерной средой для контролируемого, высокоинтенсивного выхода.


Функции

Подробная схема

Рубиновый лазерный стержень-7
Рубиновый лазер

Обзор

Рубиновый стержень 115 мм — это высокопроизводительный лазерный кристалл увеличенной длины, разработанный для импульсных твердотельных лазерных систем. Изготовленный из синтетического рубина — матрицы оксида алюминия (Al₂O₃), пропитанной ионами хрома (Cr³⁺), — рубиновый стержень обеспечивает стабильную производительность, превосходную теплопроводность и надежное излучение на 694,3 нм. Увеличенная длина рубинового стержня 115 мм по сравнению со стандартными моделями повышает коэффициент усиления, позволяя накапливать больше энергии за импульс и повышая общую эффективность лазера.

Известный своей прозрачностью, твердостью и спектральными свойствами, рубиновый стержень остается ценным лазерным материалом в научных, промышленных и образовательных секторах. Длина 115 мм обеспечивает превосходное оптическое поглощение во время накачки, что приводит к более яркому и мощному выходу красного лазера. Будь то в передовых лабораторных установках или OEM-системах, рубиновый стержень оказывается надежной лазерной средой для контролируемого, высокоинтенсивного выхода.

Изготовление и кристаллическая инженерия

Создание рубинового стержня включает контролируемый рост монокристалла с использованием метода Чохральского. В этом методе затравочный кристалл сапфира погружается в расплавленную смесь высокочистого оксида алюминия и оксида хрома. Буля медленно вытягивается и вращается, образуя безупречный, оптически однородный рубиновый слиток. Затем рубиновый стержень извлекается, формируется до длины 115 мм и разрезается до точных размеров в соответствии с требованиями оптической системы.

Каждый рубиновый стержень проходит тщательную полировку цилиндрической поверхности и торцов. Эти поверхности доводятся до лазерной плоскостности и обычно имеют диэлектрические покрытия. Высокоотражающее (HR) покрытие наносится на один конец рубинового стержня, в то время как другой обрабатывается частично передающим выходным соединителем (OC) или антиотражающим (AR) покрытием в зависимости от конструкции системы. Эти покрытия имеют решающее значение для максимизации внутреннего отражения фотонов и минимизации потерь энергии.

Ионы хрома в рубиновом стержне поглощают свет накачки, особенно в сине-зеленой части спектра. После возбуждения эти ионы переходят на метастабильные энергетические уровни. При стимулированном излучении рубиновый стержень испускает когерентный красный лазерный свет. Более длинная геометрия 115-миллиметрового рубинового стержня обеспечивает большую длину пути для усиления фотонов, что имеет решающее значение в системах накопления и усиления импульсов.

Основные приложения

Рубиновые стержни, известные своей исключительной твердостью, теплопроводностью и оптической прозрачностью, широко используются в высокоточных промышленных и научных приложениях. Состоящие в основном из монокристаллического оксида алюминия (Al₂O₃), легированного небольшим количеством хрома (Cr³⁺), рубиновые стержни сочетают в себе превосходную механическую прочность с уникальными оптическими свойствами, что делает их незаменимыми в различных передовых технологиях.

1.Лазерная технология

Одно из самых важных применений рубиновых стержней — твердотельные лазеры. Рубиновые лазеры, которые были одними из первых когда-либо разработанных лазеров, используют синтетические рубиновые кристаллы в качестве среды усиления. При оптической накачке (обычно с использованием импульсных ламп) эти стержни излучают когерентный красный свет с длиной волны 694,3 нм. Несмотря на более новые лазерные материалы, рубиновые лазеры по-прежнему используются в приложениях, где критичны большая длительность импульса и стабильный выход, например, в голографии, дерматологии (для удаления татуировок) и научных экспериментах.

2.Оптические приборы

Благодаря отличной светопропускаемости и устойчивости к царапинам рубиновые стержни часто используются в точных оптических приборах. Их прочность обеспечивает длительную работу в суровых условиях. Эти стержни могут служить компонентами в светоделителях, оптических изоляторах и высокоточных фотонных устройствах.

3.Компоненты с высоким уровнем износа

В механических и метрологических системах рубиновые стержни используются как износостойкие элементы. Они обычно встречаются в подшипниках часов, прецизионных датчиках и расходомерах, где требуется постоянная производительность и размерная стабильность. Высокая твердость рубина (9 по шкале Мооса) позволяет ему выдерживать длительное трение и давление без ухудшения свойств.

4.Медицинское и аналитическое оборудование

Рубиновые стержни иногда используются в специализированных медицинских приборах и аналитических приборах. Их биосовместимость и инертность делают их пригодными для контакта с чувствительными тканями или химикатами. В лабораторных установках рубиновые стержни можно найти в высокопроизводительных измерительных зондах и сенсорных системах.

5.Научные исследования

В физике и материаловедении рубиновые стержни используются в качестве эталонных материалов для калибровки приборов, изучения оптических свойств или в качестве индикаторов давления в ячейках с алмазными наковальнями. Их флуоресценция при определенных условиях помогает исследователям анализировать распределение напряжений и температур в различных средах.

В заключение, рубиновые стержни продолжают оставаться важным материалом в отраслях, где точность, долговечность и оптические характеристики имеют первостепенное значение. По мере развития материаловедения постоянно изучаются новые области применения рубиновых стержней, что обеспечивает их актуальность в будущих технологиях.

Основная спецификация

Свойство Ценить
Химическая формула Cr³⁺:Al₂O₃
Кристаллическая система Треугольный
Размеры элементарной ячейки (шестиугольная) а = 4,785 Åc = 12,99 Å
Плотность рентгеновского излучения 3,98 г/см³
Температура плавления 2040°С
Тепловое расширение при 323 К Перпендикулярно оси c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Параллельно оси c: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Теплопроводность при 300 К 28 Вт/м·К
Твёрдость Моос: 9, Кнуп: 2000 кг/мм²
Модуль Юнга 345 ГПа
Удельная теплоемкость при 291 К 761 Дж/кг·К
Параметр стойкости к термическому напряжению (Rₜ) 34 Вт/см

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Почему стоит выбрать рубиновый стержень длиной 115 мм, а не более короткий стержень?
Более длинный рубиновый стержень обеспечивает больший объем для хранения энергии и большую длину взаимодействия, что приводит к большему усилению и лучшей передаче энергии.

В2: Подходит ли рубиновый стержень для модуляции добротности?
Да. Рубиновый стержень хорошо работает с пассивными или активными системами модуляции добротности и выдает сильные импульсные выходы при правильной настройке.

В3: Какой диапазон температур выдерживает рубиновый стержень?
Рубиновый стержень термически стабилен до нескольких сотен градусов Цельсия. Однако во время работы лазера рекомендуется использовать системы терморегулирования.

В4: Как покрытия влияют на характеристики рубинового стержня?
Высококачественные покрытия повышают эффективность лазера, сводя к минимуму потери на отражение. Неправильное покрытие может привести к повреждению или снижению усиления.

В5: Является ли рубиновый стержень длиной 115 мм более тяжелым или хрупким, чем более короткие стержни?
Рубиновый стержень, хотя и немного тяжелее, сохраняет отличную механическую целостность. Он уступает по твердости только алмазу и хорошо противостоит царапинам или тепловому удару.

В6: Какие источники насоса лучше всего работают с рубиновым стержнем?
Традиционно используются ксеноновые лампы-вспышки. Более современные системы могут использовать мощные светодиоды или зеленые лазеры с диодной накачкой и удвоением частоты.

В7: Как следует хранить и обслуживать рубиновый стержень?
Храните рубиновый стержень в непыльной, антистатической среде. Избегайте непосредственного контакта с покрытыми поверхностями и используйте для очистки неабразивные ткани или салфетки для линз.

В8: Можно ли интегрировать рубиновый стержень в современные конструкции резонаторов?
Безусловно. Рубиновый стержень, несмотря на свои исторические корни, по-прежнему широко используется в исследовательских и коммерческих оптических резонаторах.

В9: Каков срок службы рубинового стержня диаметром 115 мм?
При правильной эксплуатации и обслуживании рубиновый стержень может надежно работать тысячи часов без ухудшения характеристик.

В10: Устойчив ли рубиновый стержень к оптическим повреждениям?
Да, но важно избегать превышения порога повреждения покрытий. Правильное выравнивание и терморегулирование сохраняют производительность и предотвращают растрескивание.


  • Предыдущий:
  • Следующий:

  • Напишите здесь свое сообщение и отправьте его нам