115 mm rubínová tyč: Kryštál s predĺženou dĺžkou pre vylepšené pulzné laserové systémy

Stručný popis:

115 mm rubínová tyč je vysokovýkonný laserový kryštál s predĺženou dĺžkou určený pre pulzné laserové systémy v pevnej fáze. Rubínová tyč je vyrobená zo syntetického rubínu – matrice oxidu hlinitého (Al₂O₃) s prídavkom iónov chrómu (Cr³⁺) – a ponúka konzistentný výkon, vynikajúcu tepelnú vodivosť a spoľahlivú emisiu pri 694,3 nm. Zväčšená dĺžka 115 mm rubínovej tyče v porovnaní so štandardnými modelmi zvyšuje zisk, umožňuje vyššie ukladanie energie na impulz a zlepšuje celkovú účinnosť laseru.

Rubínová tyčinka, známa svojou čistotou, tvrdosťou a spektrálnymi vlastnosťami, zostáva cenným laserovým materiálom vo vedeckom, priemyselnom a vzdelávacom sektore. Dĺžka 115 mm umožňuje vynikajúcu optickú absorpciu počas čerpania, čo sa premieta do jasnejšieho a silnejšieho červeného laserového výstupu. Či už v pokročilých laboratórnych zariadeniach alebo v OEM systémoch, rubínová tyčinka sa ukazuje ako spoľahlivé laserové médium pre kontrolovaný výstup s vysokou intenzitou.

Pošlite nám e-mail

Funkcie

Podrobný diagram

Prehľad

Výroba a kryštálové inžinierstvo

Vytvorenie rubínovej tyčinky zahŕňa kontrolovaný rast monokryštálov pomocou Czochralského techniky. Pri tejto metóde sa zárodočný kryštál zafíru ponorí do roztavenej zmesi vysoko čistého oxidu hlinitého a oxidu chrómu. Guľa sa pomaly ťahá a otáča, čím sa vytvorí bezchybný, opticky jednotný rubínový ingot. Rubínová tyčinka sa potom vyberie, vytvaruje na dĺžku 115 mm a nareže na presné rozmery na základe požiadaviek optického systému.

Každá rubínová tyčinka prechádza dôkladným leštením svojho valcového povrchu a čelných plôch. Tieto plochy sú upravené do laserovej rovinnosti a zvyčajne sú nanesené dielektrické vrstvy. Na jeden koniec rubínovej tyčinky sa nanáša vysokoreflexná (HR) vrstva, zatiaľ čo druhý koniec je ošetrený čiastočne prenosovým výstupným väzobným členom (OC) alebo antireflexnou (AR) vrstvou v závislosti od konštrukcie systému. Tieto vrstvy sú nevyhnutné pre maximalizáciu vnútorného odrazu fotónov a minimalizáciu strát energie.

Chrómové ióny v rubínovej tyčinke absorbujú čerpacie svetlo, najmä v modrozelenej časti spektra. Po excitácii tieto ióny prechádzajú na metastabilné energetické hladiny. Po stimulovanej emisii rubínová tyčinka emituje koherentné červené laserové svetlo. Dlhšia geometria 115 mm rubínovej tyčinky ponúka dlhšiu dráhu pre zosilnenie fotónov, čo je kritické v systémoch pulzného skladania a zosilňovania.

Základné aplikácie

Rubínové tyčinky, známe svojou výnimočnou tvrdosťou, tepelnou vodivosťou a optickou priehľadnosťou, sa široko používajú vo vysoko presných priemyselných a vedeckých aplikáciách. Rubínové tyčinky, ktoré sa skladajú prevažne z monokryštalického oxidu hlinitého (Al₂O₃) dopovaného malým množstvom chrómu (Cr³⁺), kombinujú vynikajúcu mechanickú pevnosť s jedinečnými optickými vlastnosťami, vďaka čomu sú nevyhnutné v rôznych pokročilých technológiách.

1.Laserová technológia

Jedným z najvýznamnejších použití rubínových tyčiniek sú lasery v pevnej fáze. Rubínové lasery, ktoré patrili medzi prvé vyvinuté lasery, využívajú ako zosilňovacie médium syntetické rubínové kryštály. Pri optickom čerpaní (zvyčajne pomocou zábleskových lámp) tieto tyčinky emitujú koherentné červené svetlo s vlnovou dĺžkou 694,3 nm. Napriek novším laserovým materiálom sa rubínové lasery stále používajú v aplikáciách, kde je kritické dlhé trvanie impulzu a stabilný výstup, ako napríklad v holografii, dermatológii (na odstraňovanie tetovania) a vedeckých experimentoch.

2.Optické prístroje

Vďaka vynikajúcej priepustnosti svetla a odolnosti voči poškriabaniu sa rubínové tyčinky často používajú v presných optických prístrojoch. Ich odolnosť zaisťuje dlhotrvajúci výkon v náročných podmienkach. Tieto tyčinky môžu slúžiť ako komponenty v deličoch lúčov, optických izolátoroch a vysoko presných fotonických zariadeniach.

3.Komponenty odolné voči opotrebovaniu

V mechanických a metrologických systémoch sa rubínové tyče používajú ako prvky odolné voči opotrebovaniu. Bežne sa nachádzajú v ložiskách hodiniek, presných meradlách a prietokomeroch, kde sa vyžaduje konzistentný výkon a rozmerová stabilita. Vysoká tvrdosť rubínu (9 na Mohsovej stupnici) mu umožňuje odolávať dlhodobému treniu a tlaku bez degradácie.

4.Zdravotnícke a analytické vybavenie

Rubínové tyčinky sa niekedy používajú v špecializovaných zdravotníckych pomôckach a analytických prístrojoch. Vďaka svojej biokompatibilite a inertnej povahe sú vhodné na kontakt s citlivými tkanivami alebo chemikáliami. V laboratórnych zariadeniach sa rubínové tyčinky nachádzajú vo vysokovýkonných meracích sondách a senzorických systémoch.

5.Vedecký výskum

Vo fyzike a materiálových vedách sa rubínové tyčinky používajú ako referenčné materiály na kalibráciu prístrojov, štúdium optických vlastností alebo ako indikátory tlaku v diamantových nákovinových článkoch. Ich fluorescencia za špecifických podmienok pomáha výskumníkom analyzovať rozloženie napätia a teploty v rôznych prostrediach.

Záverom možno povedať, že rubínové tyčinky sú naďalej dôležitým materiálom vo všetkých odvetviach, kde sú presnosť, odolnosť a optický výkon prvoradé. S pokrokom v materiálovej vede sa neustále skúmajú nové spôsoby využitia rubínových tyčiniek, čo zabezpečuje ich relevantnosť v budúcich technológiách.

Základná špecifikácia

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

Často kladené otázky (FAQ)

Otázka 1: Prečo si vybrať 115 mm rubínový prút pred kratším prútom?
Dlhšia rubínová tyč poskytuje väčší objem na ukladanie energie a dlhšiu interakčnú dĺžku, čo vedie k vyššiemu zisku a lepšiemu prenosu energie.

Otázka 2: Je rubínová tyč vhodná na Q-spínanie?
Áno. Rubínová tyč funguje dobre s pasívnymi alebo aktívnymi systémami Q-spínania a pri správnom zarovnaní vytvára silné impulzné výstupy.

Otázka 3: Aký teplotný rozsah môže rubínová tyč tolerovať?
Rubínová tyčinka je tepelne stabilná až do niekoľkých stoviek stupňov Celzia. Počas prevádzky lasera sa však odporúčajú systémy na reguláciu teploty.

Otázka 4: Ako povlaky ovplyvňujú výkon rubínovej tyče?
Vysokokvalitné povlaky zlepšujú účinnosť laseru minimalizáciou straty odrazivosti. Nesprávny povlak môže viesť k poškodeniu alebo zníženiu zisku.

Otázka 5: Je 115 mm rubínový prút ťažší alebo krehkejší ako kratšie prúty?
Hoci je rubínová tyčinka o niečo ťažšia, zachováva si vynikajúcu mechanickú integritu. Čo sa týka tvrdosti, je druhá hneď po diamante a dobre odoláva poškriabaniu alebo tepelným šokom.

Otázka 6: Ktoré zdroje čerpadiel fungujú najlepšie s rubínovou tyčou?
Tradične sa používajú xenónové výbojky. Modernejšie systémy môžu využívať výkonné LED diódy alebo diódami čerpané zelené lasery so zdvojenou frekvenciou.

Otázka 7: Ako by sa mala rubínová tyč skladovať alebo udržiavať?
Rubínovú tyčinku uchovávajte v bezprašnom a antistatickom prostredí. Nedotýkajte sa priamo potiahnutých povrchov a na čistenie používajte neabrazívne handričky alebo čistiace obrúsky na šošovky.

Otázka 8: Dá sa rubínová tyč integrovať do moderných rezonátorových konštrukcií?
Rozhodne. Rubínová tyčinka je napriek svojim historickým koreňom stále široko integrovaná do optických dutín výskumnej a komerčnej úrovne.

Otázka 9: Aká je životnosť rubínovej tyče s dĺžkou 115 mm?
Pri správnej prevádzke a údržbe môže rubínová tyč spoľahlivo fungovať tisíce hodín bez zníženia výkonu.

Otázka 10: Je rubínová tyčinka odolná voči optickému poškodeniu?
Áno, ale je dôležité vyhnúť sa prekročeniu prahu poškodenia náterov. Správne zarovnanie a tepelná regulácia zachovávajú výkon a zabraňujú praskaniu.

Predchádzajúce: 8-palcová doštička LNOI (LiNbO3 na izolátore) pre optické modulátory, vlnovody, integrované obvody

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