100 mm rubínová tyč: presné laserové médium pre vedecké a priemyselné aplikácie

Stručný popis:

100 mm rubínová tyč je široko používané laserové zosilňovacie médium v pevnej fáze, ktoré sa vyznačuje svojou výraznou červenou emisnou vlnovou dĺžkou 694,3 nm. Táto rubínová tyč je vyrobená zo syntetického korundu (Al₂O₃) dopovaného iónmi chrómu (Cr³⁺) a ponúka vynikajúcu tepelnú a optickú stabilitu, vďaka čomu je ideálna pre rôzne laserové systémy s nízkou až strednou energiou. S dĺžkou 100 mm rubínová tyč vyvažuje kapacitu skladovania energie a kompaktný dizajn, čo umožňuje flexibilnú integráciu do vzdelávacích, vedeckých a niektorých priemyselných laserových zariadení.

Rubínová tyč slúži už desaťročia ako základný laserový komponent v optických laboratóriách, laserových demonštráciách a systémoch presného zarovnávania. Veľkosť 100 mm predstavuje štandardnú voľbu, ktorá sa hodí do širokej škály rezonátorových dutín. Vynikajúci lesk povrchu, optická priehľadnosť a mechanická pevnosť rubínovej tyče z nej robia trvalú a spoľahlivú voľbu, a to aj pri objavovaní novších technológií.

Pošlite nám e-mail

Funkcie

Podrobný diagram

Úvod

Princíp výroby

Výroba rubínovej tyčinky zahŕňa pokročilé techniky pestovania kryštálov, ako je Verneuilova plameňová metóda fúzie alebo Czochralského ťahacia metóda. Počas syntézy sa oxid hlinitý dopuje presnou koncentráciou oxidu chrómu, aby sa vytvoril jednotný rubínový kryštál. Po vypestovaní gule sa orientuje, nareže a vytvaruje do rubínovej tyčinky požadovaných rozmerov – v tomto prípade 100 mm.

Každá rubínová tyčinka potom prechádza prísnymi leštiacimi a povrchovými úpravami. Čelné plochy sú lapované a leštené na laserovú rovinnosť (λ/10 alebo lepšiu) a môžu byť potiahnuté dielektrickými vrstvami s vysokou odrazivosťou (HR) alebo antireflexnou vrstvou (AR), aby vyhovovali špecifickým konštrukciám laserových dutín. Rubínová tyčinka musí byť bez inklúzií a ryh, aby sa zabezpečilo konzistentné optické čerpanie a minimálne straty rozptylom.

Chrómové ióny v rubínovej tyčinke absorbujú svetlo v zelenom/modrom spektrálnom rozsahu. Pri čerpaní zábleskovou lampou sa excitujú do vyššieho energetického stavu. Keď sa vrátia do svojho základného stavu, emitujú koherentné červené fotóny, čím iniciujú reťazovú reakciu stimulovanej emisie – a tým vytvárajú laserový výstup. 100 mm rubínová tyčinka je navrhnutá tak, aby sa dosiahlo efektívne ukladanie energie a optimálne trvanie fluorescencie.

Parameter

Nehnuteľnosť	Hodnota
Chemický vzorec	Cr³⁺:Al₂O₃
Kryštálový systém	Trigonálny
Rozmery jednotkovej bunky (šesťuholníkové)	a = 4,785 Åc = 12,99 Å
Hustota röntgenového žiarenia	3,98 g/cm³
Bod topenia	2040 °C
Tepelná rozťažnosť pri 323 K	Kolmo na os c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Rovnobežne s osou c: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Tepelná vodivosť pri 300 K	28 W/m·K
Tvrdosť	Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Youngov modul	345 GPa
Merná tepelná teplota pri 291 K	761 J/kg·K
Parameter odolnosti voči tepelnému namáhaniu (Rₜ)	34 W/cm

Aplikácie rubínových tyčí v rôznych odvetviach

Rubínové tyčinky, vyrobené zo syntetického monokryštálového oxidu hlinitého dopovaného iónmi chrómu, sú vysoko cenené pre svoju jedinečnú kombináciu fyzikálnej tvrdosti, chemickej stability a výrazných optických vlastností. Vďaka týmto vlastnostiam sú rubínové tyčinky prémiovým materiálom pre širokú škálu priemyselných, vedeckých a presných aplikácií. Nižšie sú uvedené kľúčové sektory, v ktorých rubínové tyčinky naďalej vykazujú výnimočnú hodnotu:

1. Laserová technológia a fotonika

Rubínové tyčinky slúžia ako zosilňovacie médium v rubínových laseroch a pri optickom čerpaní vyžarujú červené svetlo s vlnovou dĺžkou 694,3 nm. Zatiaľ čo na trhu dominujú moderné alternatívy ako Nd:YAG a vláknové lasery, rubínové lasery sú stále uprednostňované v špecializovaných oblastiach, ako sú:

Lekárska dermatológia (odstraňovanie tetovaní a lézií)
Vzdelávacie demonštračné nástroje
Optický výskum vyžadujúci dlhé trvanie impulzov a vysokú kvalitu lúča

Vynikajúca optická čistota a účinnosť premeny energie rubínu ho robia ideálnym pre presnú fotonickú kontrolu a emisiu.

2. Presné inžinierstvo a metrológia

Vďaka svojej vysokej tvrdosti (Mohsova stupnica 9) sa rubínové tyče široko používajú v kontaktných meracích systémoch vrátane:

Hroty dotykov v súradnicových meracích strojoch (CMM)
Sondy v presných kontrolných nástrojoch
Vysoko presné referenčné body v optických a mechanických meradlách

Tieto nástroje sa spoliehajú na odolnosť rubínu voči deformácii, čo zabezpečuje konzistentnú a dlhodobú presnosť merania bez opotrebenia.

3. Aplikácie v hodinárstve a mikroložiskách

V luxusnom hodinárstve sa rubínové tyčinky spracovávajú na ložiská drahokamov – drobné súčiastky, ktoré znižujú trenie a opotrebovanie v mechanických hodinkových strojčekoch. Ich nízky koeficient trenia a vynikajúca tvrdosť prispievajú k:

Plynulý chod ozubených súkolí
Predĺžená životnosť vnútorných častí hodiniek
Zlepšená stabilita merania času

Okrem hodiniek sa rubínové tyče používajú aj v mikromotoroch, prietokových senzoroch a gyroskopoch, kde sa vyžaduje ultranízke trenie a spoľahlivosť.

4. Letecké a vákuové systémy

V leteckom, satelitnom a vysokovákuovom prostredí sa rubínové tyče používajú ako dištančné prvky, podporné kolíky a optické vodidlá. Medzi ich kľúčové výhody patria:

Nereaktívne správanie v chemicky agresívnom prostredí
Vynikajúca tepelná odolnosť a rozmerová stabilita
Nulové magnetické rušenie pre elektromagneticky citlivé zariadenia

Vďaka týmto vlastnostiam môžu rubínové tyče bezchybne fungovať aj v extrémnych podmienkach, vrátane vystavenia žiareniu, rýchlych zmien teploty a vákuového namáhania.

5. Analytické a zdravotnícke pomôcky

Rubínové tyče zohrávajú dôležitú úlohu v sofistikovaných prístrojoch, najmä tam, kde je kritická biokompatibilita a chemická inertnosť. Medzi aplikácie patria:

Sondy so zafírovým hrotom v spektroskopii a diagnostike
Presné trysky alebo komponenty na reguláciu prietoku v analyzátoroch
Vysoko odolné tyče v laboratórnych automatizačných zariadeniach

Vďaka ich čistému, stabilnému povrchu a odolnosti voči korózii sú ideálne na kontakt s biologickými vzorkami alebo reaktívnymi kvapalinami.

6. Luxusné produkty a funkčný dizajn

Okrem čistej funkčnosti sa rubínové tyčinky občas integrujú do luxusných pier, kompasov, šperkov a optických ďalekohľadov – slúžia ako konštrukčné aj dekoratívne prvky. Ich tmavočervená farba a leštené povrchy prispievajú k: