115-міліметровий рубіновий стрижень: кристал подовженої довжини для вдосконалених імпульсних лазерних систем

Короткий опис:

115-міліметровий рубіновий стрижень – це високопродуктивний лазерний кристал збільшеної довжини, розроблений для імпульсних твердотільних лазерних систем. Виготовлений із синтетичного рубіна – матриці оксиду алюмінію (Al₂O₃), настояної на іонах хрому (Cr³⁺), – рубіновий стрижень забезпечує стабільну продуктивність, чудову теплопровідність та надійне випромінювання на довжині хвилі 694,3 нм. Збільшена довжина 115-міліметрового рубінового стрижня порівняно зі стандартними моделями підвищує коефіцієнт посилення, дозволяючи накопичувати більше енергії на імпульс та покращувати загальну ефективність лазера.

Відомий своєю прозорістю, твердістю та спектральними властивостями, рубіновий стрижень залишається цінним лазерним матеріалом у науковому, промисловому та освітньому секторах. Довжина 115 мм забезпечує чудове оптичне поглинання під час накачування, що призводить до яскравішого та потужнішого червоного лазерного випромінювання. Як у передових лабораторних установках, так і в системах виробників оригінального обладнання, рубіновий стрижень є надійним лазерним середовищем для контрольованого високоінтенсивного випромінювання.

Надіслати нам електронного листа

Особливості

Детальна діаграма

Огляд

Виготовлення та кристалічна інженерія

Створення рубінового стрижня включає контрольоване вирощування монокристалів за допомогою методу Чохральського. За цим методом зародковий кристал сапфіру занурюють у розплавлену суміш високочистого оксиду алюмінію та оксиду хрому. Булю повільно витягують та обертають, утворюючи бездоганний, оптично однорідний рубіновий злиток. Потім рубіновий стрижень витягують, надають йому форму довжиною 115 мм та розрізають на точні розміри відповідно до вимог оптичної системи.

Кожен рубіновий стрижень проходить ретельне полірування своєї циліндричної поверхні та торців. Ці поверхні обробляються до лазерної рівності та зазвичай отримують діелектричні покриття. На один кінець рубінового стрижня наноситься високовідбивне (HR) покриття, а інший - частково пропускаюче вихідне відгалужуваче (OC) або антивідбивне (AR) покриття, залежно від конструкції системи. Ці покриття життєво важливі для максимізації внутрішнього відбиття фотонів та мінімізації втрат енергії.

Іони хрому в рубіновому стрижні поглинають світло накачування, особливо в синьо-зеленій частині спектра. Після збудження ці іони переходять на метастабільні енергетичні рівні. При вимушеному випромінюванні рубіновий стрижень випромінює когерентне червоне лазерне світло. Довша геометрія 115-міліметрового рубінового стрижня забезпечує більшу довжину шляху для посилення фотонів, що є критично важливим у системах сумування імпульсів та підсилення.

Основні програми

Рубінові стрижні, відомі своєю винятковою твердістю, теплопровідністю та оптичною прозорістю, широко використовуються у високоточних промислових та наукових застосуваннях. Складені переважно з монокристалічного оксиду алюмінію (Al₂O₃), легованого невеликою кількістю хрому (Cr³⁺), рубінові стрижні поєднують чудову механічну міцність з унікальними оптичними властивостями, що робить їх незамінними в різноманітних передових технологіях.

1.Лазерна технологія

Одним із найважливіших застосувань рубінових стрижнів є твердотільні лазери. Рубінові лазери, які були одними з перших розроблених лазерів, використовують синтетичні кристали рубіна як підсилювальне середовище. При оптичному накачуванні (зазвичай за допомогою ламп-спалахів) ці стрижні випромінюють когерентне червоне світло на довжині хвилі 694,3 нм. Незважаючи на новіші лазерні матеріали, рубінові лазери все ще використовуються в тих сферах, де критично важлива тривалість імпульсу та стабільний вихідний сигнал, наприклад, у голографії, дерматології (для видалення татуювань) та наукових експериментах.

2.Оптичні прилади

Завдяки чудовому пропусканню світла та стійкості до подряпин, рубінові стрижні часто використовуються в точних оптичних приладах. Їхня міцність забезпечує тривалу роботу в суворих умовах. Ці стрижні можуть служити компонентами в розщеплювачах променя, оптичних ізоляторах та високоточних фотонних пристроях.

3.Компоненти, стійкі до зносу

У механічних та метрологічних системах рубінові стрижні використовуються як зносостійкі елементи. Вони зазвичай зустрічаються в підшипниках годинників, точних манометрах та витратомірах, де потрібна стабільна продуктивність та розмірна стабільність. Висока твердість рубіну (9 за шкалою Мооса) дозволяє йому витримувати тривале тертя та тиск без деградації.

4.Медичне та аналітичне обладнання

Рубінові стрижні іноді використовуються у спеціалізованих медичних пристроях та аналітичних інструментах. Їхня біосумісність та інертна природа роблять їх придатними для контакту з чутливими тканинами або хімічними речовинами. У лабораторних умовах рубінові стрижні можна знайти у високопродуктивних вимірювальних зондах та сенсорних системах.

5.Наукові дослідження

У фізиці та матеріалознавстві рубінові стрижні використовуються як еталонні матеріали для калібрування приладів, вивчення оптичних властивостей або як індикатори тиску в алмазних комірках з ковадлом. Їхня флуоресценція за певних умов допомагає дослідникам аналізувати розподіл напружень і температури в різних середовищах.

На завершення, рубінові стрижні продовжують бути важливим матеріалом у різних галузях промисловості, де точність, довговічність та оптичні характеристики мають першочергове значення. З розвитком матеріалознавства постійно досліджуються нові способи використання рубінових стрижнів, що забезпечує їхню актуальність у майбутніх технологіях.

Основна специфікація

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

Часті запитання (FAQ)

Q1: Чому варто обрати рубінове вудилище 115 мм замість коротшого?
Довший рубіновий стрижень забезпечує більший об'єм для накопичення енергії та довшу довжину взаємодії, що призводить до більшого коефіцієнта посилення та кращої передачі енергії.

Q2: Чи підходить рубіновий стрижень для Q-перемикання?
Так. Рубіновий стрижень добре працює з пасивними або активними системами Q-перемикання та створює сильні імпульсні вихідні сигнали за умови правильного вирівнювання.

Q3: Який діапазон температур може витримувати рубіновий стрижень?
Рубіновий стрижень термічно стійкий до кількох сотень градусів Цельсія. Однак під час роботи лазера рекомендується використовувати системи терморегуляції.

Q4: Як покриття впливають на характеристики рубінового стрижня?
Високоякісні покриття підвищують ефективність лазера, мінімізуючи втрати відбивної здатності. Неправильне покриття може призвести до пошкодження або зменшення коефіцієнта посилення.

Q5: Чи є рубінове вудилище 115 мм важчим або крихкішим, ніж коротші вудилища?
Хоча рубіновий стрижень трохи важчий, він зберігає чудову механічну цілісність. За твердістю він поступається лише алмазу та добре протистоїть подряпинам або перегріву.

Q6: Які джерела насосів найкраще працюють із рубіновим стрижнем?
Традиційно використовуються ксенонові лампи-спалахи. У сучасніших системах можуть використовуватися потужні світлодіоди або зелені лазери з подвоєною частотою та діодним накачуванням.

Q7: Як слід зберігати або обслуговувати рубіновий стрижень?
Зберігайте рубіновий стрижень у середовищі без пилу та з антистатичним покриттям. Уникайте безпосереднього контакту з покритими поверхнями та використовуйте для очищення неабразивні тканини або серветки для лінз.

Q8: Чи можна інтегрувати рубіновий стрижень у сучасні конструкції резонаторів?
Абсолютно. Рубіновий стрижень, незважаючи на своє історичне коріння, досі широко інтегрується в оптичні резонатори дослідницького та комерційного класу.

Q9: Який термін служби рубінового стрижня 115 мм?
За належної експлуатації та обслуговування рубіновий стрижень може надійно працювати протягом тисяч годин без погіршення продуктивності.

Q10: Чи стійкий рубіновий стрижень до оптичних пошкоджень?
Так, але важливо уникати перевищення порогу пошкодження покриттів. Правильне вирівнювання та терморегуляція зберігають експлуатаційні характеристики та запобігають розтріскуванню.

Попередній: 8-дюймова пластина LNOI (LiNbO3 на ізоляторі) для оптичних модуляторів, хвилеводів, інтегральних схем

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