100-міліметровий рубіновий стрижень: прецизійний лазерний засіб для наукового та промислового застосування

Короткий опис:

100-міліметровий рубіновий стрижень – це широко використовуваний твердотільний лазерний підсилювач, що характеризується яскраво-червоною довжиною хвилі випромінювання 694,3 нм. Виготовлений із синтетичного корунду (Al₂O₃), легованого іонами хрому (Cr³⁺), цей рубіновий стрижень забезпечує чудову термічну та оптичну стабільність, що робить його ідеальним для різних лазерних систем низької та середньої енергії. Маючи довжину 100 мм, рубіновий стрижень поєднує в собі ємність накопичення енергії та компактний дизайн, що дозволяє гнучко інтегруватися в освітні, наукові та деякі промислові лазерні пристрої.

Протягом десятиліть рубіновий стрижень служив основним лазерним компонентом в оптичних лабораторіях, лазерних демонстраціях та системах точного вирівнювання. Розмір 100 мм є стандартним вибором, який підходить для широкого спектру резонаторних порожнин. Чудова полірованість поверхні, оптична прозорість та механічна міцність рубінового стрижня роблять його довговічним та надійним вибором навіть з появою нових технологій.

Надіслати нам електронного листа

Особливості

Детальна діаграма

Вступ

Принцип виробництва

Виробництво рубінового стрижня включає передові методи вирощування кристалів, такі як метод полум'яного плавлення Вернейля або метод витягування Чохральського. Під час синтезу оксид алюмінію легується точною концентрацією оксиду хрому для створення однорідного кристала рубіна. Після вирощування суспензії її орієнтують, розрізають та формують у рубіновий стрижень потрібних розмірів — у цьому випадку 100 мм.

Кожен рубіновий стрижень потім піддається суворим процедурам полірування та покриття. Торцеві поверхні шліфуються та поліруються до лазерної площинності (λ/10 або краще) та можуть бути покриті діелектричними шарами з високою відбивною здатністю (HR) або антивідбивною здатністю (AR) для відповідності конкретним конструкціям лазерного резонатора. Рубіновий стрижень повинен бути вільним від включень та смуг, щоб забезпечити стабільне оптичне накачування та мінімальні втрати на розсіювання.

Іони хрому всередині рубінового стрижня поглинають світло в зелено-синьому спектральному діапазоні. При накачуванні лампою-спалахом вони збуджуються до вищого енергетичного стану. Повертаючись до основного стану, вони випромінюють когерентні червоні фотони, ініціюючи ланцюгову реакцію вимушеного випромінювання, створюючи таким чином лазерний вихід. Рубіновий стрижень діаметром 100 мм розроблений для ефективного накопичення енергії та оптимальної тривалості флуоресценції.

Параметр

Нерухомість	Значення
Хімічна формула	Cr³⁺:Al₂O₃
Кристалічна система	Тригональний
Розміри елементарної комірки (шестикутні)	a = 4,785 Åc = 12,99 Å
Щільність рентгенівського випромінювання	3,98 г/см³
Температура плавлення	2040°C
Теплове розширення при 323 К	Перпендикулярно до осі c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Паралельно до осі c: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Теплопровідність при 300 К	28 Вт/м·K
Твердість	Моос: 9, Кнуп: 2000 кг/мм²
Модуль Юнга	345 ГПа
Питома теплоємність при 291 К	761 Дж/кг·К
Параметр опору термічним напруженням (Rₜ)	34 Вт/см

Застосування рубінових стрижнів у різних галузях промисловості

Рубінові стрижні, виготовлені з синтетичного монокристалічного оксиду алюмінію, легованого іонами хрому, високо цінуються за своє унікальне поєднання фізичної твердості, хімічної стабільності та вражаючих оптичних властивостей. Ці характеристики роблять рубінові стрижні преміальним матеріалом для широкого спектру промислових, наукових та точних застосувань. Нижче наведено ключові сектори, де рубінові стрижні продовжують демонструвати виняткову цінність:

1. Лазерні технології та фотоніка

Рубінові стрижні служать підсилювальним середовищем у рубінових лазерах, випромінюючи червоне світло з довжиною хвилі 694,3 нм при оптичному накачуванні. Хоча сучасні альтернативи, такі як Nd:YAG та волоконні лазери, домінують на ринку, рубінові лазери все ще є кращими в спеціалізованих галузях, таких як:

Медична дерматологія (видалення татуювань та новоутворень)
Навчальні демонстраційні інструменти
Оптичні дослідження, що вимагають тривалої тривалості імпульсів та високої якості променя

Чудова оптична прозорість та ефективність перетворення енергії рубіна роблять його ідеальним для точного фотонічного контролю та випромінювання.

2. Точна інженерія та метрологія

Завдяки високій твердості (за шкалою Мооса 9), рубінові стрижні широко використовуються в контактних вимірювальних системах, зокрема:

Наконечники щупів у координатно-вимірювальних машинах (КВМ)
Зонди в прецизійних контрольно-вимірювальних інструментах
Високоточні опорні точки в оптичних та механічних вимірювальних приладах

Ці інструменти базуються на стійкості рубіна до деформації, що забезпечує стабільну та довготривалу точність вимірювання без зносу.

3. Годинникове виробництво та застосування мікропідшипників

У висококласному годинниковому виробництві рубінові стрижні переробляються на підшипники для коштовного каміння — крихітні компоненти, що зменшують тертя та знос у механічних годинникових механізмах. Їх низький коефіцієнт тертя та висока твердість сприяють:

Плавна робота зубчастих передач
Збільшений термін служби внутрішніх деталей годинника
Покращена стабільність відліку часу

Окрім годинників, рубінові стрижні також використовуються в мікромоторах, датчиках потоку та гіроскопах, де потрібні наднизький коефіцієнт тертя та надійність.

4. Аерокосмічні та вакуумні системи

В аерокосмічній галузі, супутниковій техніці та середовищах високого вакууму рубінові стрижні використовуються як прокладки, опорні штифти та оптичні напрямні. Їхні ключові переваги включають:

Нереактивна поведінка в хімічно агресивних середовищах
Відмінна термостійкість та розмірна стабільність
Нульові магнітні перешкоди для електромагнітно-чутливих пристроїв

Ці особливості дозволяють рубіновим стрижням бездоганно працювати в екстремальних умовах, включаючи радіаційний вплив, швидкі зміни температури та вакуумне навантаження.

5. Аналітичні та медичні прилади

Рубінові стрижні відіграють важливу роль у складних приладах, особливо там, де біосумісність та хімічна інертність є критично важливими. Застосування включають:

Зонди з сапфіровим наконечником у спектроскопії та діагностиці
Прецизійні форсунки або компоненти регулювання потоку в аналізаторах
Високоміцні стрижні в обладнанні для автоматизації лабораторій

Їхня чиста, стабільна поверхня та стійкість до корозії роблять їх ідеальними для контакту з біологічними зразками або реактивними рідинами.

6. Розкішні товари та функціональний дизайн

Окрім чисто функціонального призначення, рубінові стрижні іноді інтегруються в розкішні ручки, компаси, ювелірні вироби та оптичні прилади, слугуючи як структурними, так і декоративними елементами. Їхній насичений червоний колір та поліровані поверхні сприяють: