Thanh Ruby 115mm: Tinh thể có chiều dài mở rộng cho Hệ thống Laser xung nâng cao

Mô tả ngắn gọn:

Thanh ruby ​​115mm là tinh thể laser hiệu suất cao, có chiều dài mở rộng được thiết kế cho các hệ thống laser trạng thái rắn xung. Được chế tạo từ ruby ​​tổng hợp—một ma trận oxit nhôm (Al₂O₃) được truyền ion crom (Cr³⁺)—thanh ruby ​​cung cấp hiệu suất nhất quán, độ dẫn nhiệt tuyệt vời và phát xạ đáng tin cậy ở 694,3 nm. Chiều dài tăng lên của thanh ruby ​​115mm so với các mẫu tiêu chuẩn giúp tăng cường độ khuếch đại, cho phép lưu trữ năng lượng cao hơn trên mỗi xung và cải thiện hiệu suất laser tổng thể.

Nổi tiếng với độ trong, độ cứng và đặc tính quang phổ, thanh ruby ​​vẫn là vật liệu laser có giá trị trong các lĩnh vực khoa học, công nghiệp và giáo dục. Chiều dài 115mm cho phép hấp thụ quang học vượt trội trong quá trình bơm, chuyển thành đầu ra laser đỏ sáng hơn và mạnh hơn. Cho dù trong các thiết lập phòng thí nghiệm tiên tiến hay hệ thống OEM, thanh ruby ​​chứng tỏ là phương tiện laser đáng tin cậy để tạo ra đầu ra cường độ cao được kiểm soát.


Đặc trưng

Sơ đồ chi tiết

Thanh-Laser-Ruby-7
Ruby-Laser

Tổng quan

Thanh ruby ​​115mm là tinh thể laser hiệu suất cao, có chiều dài mở rộng được thiết kế cho các hệ thống laser trạng thái rắn xung. Được chế tạo từ ruby ​​tổng hợp—một ma trận oxit nhôm (Al₂O₃) được truyền ion crom (Cr³⁺)—thanh ruby ​​cung cấp hiệu suất nhất quán, độ dẫn nhiệt tuyệt vời và phát xạ đáng tin cậy ở 694,3 nm. Chiều dài tăng lên của thanh ruby ​​115mm so với các mẫu tiêu chuẩn giúp tăng cường độ khuếch đại, cho phép lưu trữ năng lượng cao hơn trên mỗi xung và cải thiện hiệu suất laser tổng thể.

Nổi tiếng với độ trong, độ cứng và đặc tính quang phổ, thanh ruby ​​vẫn là vật liệu laser có giá trị trong các lĩnh vực khoa học, công nghiệp và giáo dục. Chiều dài 115mm cho phép hấp thụ quang học vượt trội trong quá trình bơm, chuyển thành đầu ra laser đỏ sáng hơn và mạnh hơn. Cho dù trong các thiết lập phòng thí nghiệm tiên tiến hay hệ thống OEM, thanh ruby ​​chứng tỏ là phương tiện laser đáng tin cậy để tạo ra đầu ra cường độ cao được kiểm soát.

Chế tạo và Kỹ thuật tinh thể

Quá trình tạo ra một thanh hồng ngọc liên quan đến sự phát triển tinh thể đơn được kiểm soát bằng kỹ thuật Czochralski. Trong phương pháp này, một tinh thể hạt giống của sapphire được nhúng vào hỗn hợp nóng chảy của oxit nhôm và oxit crom có ​​độ tinh khiết cao. Quả cầu được kéo chậm và quay để tạo thành một thỏi hồng ngọc hoàn hảo, đồng nhất về mặt quang học. Sau đó, thanh hồng ngọc được chiết xuất, định hình thành chiều dài 115mm và cắt theo kích thước chính xác dựa trên các yêu cầu của hệ thống quang học.

Mỗi thanh ruby ​​đều được đánh bóng tỉ mỉ trên bề mặt hình trụ và các mặt đầu. Các mặt này được hoàn thiện đến độ phẳng cấp laser và thường được phủ lớp điện môi. Một lớp phủ phản xạ cao (HR) được phủ lên một đầu của thanh ruby, trong khi đầu còn lại được xử lý bằng lớp ghép đầu ra truyền dẫn một phần (OC) hoặc lớp phủ chống phản xạ (AR) tùy thuộc vào thiết kế hệ thống. Các lớp phủ này rất quan trọng để tối đa hóa phản xạ photon bên trong và giảm thiểu tổn thất năng lượng.

Các ion crom trong thanh ruby ​​hấp thụ ánh sáng bơm, đặc biệt là ở phần xanh lam-xanh lục của quang phổ. Khi được kích thích, các ion này chuyển sang mức năng lượng bán bền. Khi phát xạ kích thích, thanh ruby ​​phát ra ánh sáng laser đỏ mạch lạc. Hình dạng dài hơn của thanh ruby ​​115mm cung cấp đường đi dài hơn cho độ lợi photon, điều này rất quan trọng trong các hệ thống xếp chồng xung và khuếch đại.

Ứng dụng cốt lõi

Thanh hồng ngọc, được biết đến với độ cứng, độ dẫn nhiệt và độ trong suốt quang học đặc biệt, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khoa học và công nghiệp có độ chính xác cao. Được cấu tạo chủ yếu từ nhôm oxit đơn tinh thể (Al₂O₃) pha tạp một lượng nhỏ crom (Cr³⁺), thanh hồng ngọc kết hợp độ bền cơ học tuyệt vời với các đặc tính quang học độc đáo, khiến chúng trở nên không thể thiếu trong nhiều công nghệ tiên tiến.

1.Công nghệ Laser

Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của thanh ruby ​​là trong laser thể rắn. Laser ruby, một trong những loại laser đầu tiên từng được phát triển, sử dụng tinh thể ruby ​​tổng hợp làm môi trường khuếch đại. Khi được bơm quang học (thường sử dụng đèn flash), các thanh này phát ra ánh sáng đỏ đồng nhất ở bước sóng 694,3 nm. Mặc dù có vật liệu laser mới hơn, laser ruby ​​vẫn được sử dụng trong các ứng dụng mà thời lượng xung dài và đầu ra ổn định là rất quan trọng, chẳng hạn như trong ảnh ba chiều, da liễu (để xóa hình xăm) và các thí nghiệm khoa học.

2.Dụng cụ quang học

Do khả năng truyền ánh sáng tuyệt vời và khả năng chống trầy xước, thanh ruby ​​thường được sử dụng trong các thiết bị quang học chính xác. Độ bền của chúng đảm bảo hiệu suất lâu dài trong điều kiện khắc nghiệt. Những thanh này có thể đóng vai trò là thành phần trong bộ tách chùm tia, bộ cách ly quang và các thiết bị quang tử có độ chính xác cao.

3.Linh kiện chịu mài mòn cao

Trong các hệ thống cơ khí và đo lường, thanh ruby ​​được sử dụng như các thành phần chống mài mòn. Chúng thường được tìm thấy trong vòng bi đồng hồ, đồng hồ đo độ chính xác và lưu lượng kế, nơi đòi hỏi hiệu suất nhất quán và độ ổn định về kích thước. Độ cứng cao của ruby ​​(9 trên thang Mohs) cho phép nó chịu được ma sát và áp suất lâu dài mà không bị suy giảm.

4.Thiết bị y tế và phân tích

Thanh ruby ​​đôi khi được sử dụng trong các thiết bị y tế chuyên dụng và dụng cụ phân tích. Tính tương thích sinh học và bản chất trơ của chúng khiến chúng phù hợp để tiếp xúc với các mô hoặc hóa chất nhạy cảm. Trong các thiết lập phòng thí nghiệm, thanh ruby ​​có thể được tìm thấy trong các đầu dò đo lường hiệu suất cao và hệ thống cảm biến.

5.Nghiên cứu khoa học

Trong vật lý và khoa học vật liệu, thanh ruby ​​được sử dụng làm vật liệu tham chiếu để hiệu chuẩn thiết bị, nghiên cứu tính chất quang học hoặc hoạt động như chỉ báo áp suất trong các ô đe kim cương. Huỳnh quang của chúng trong các điều kiện cụ thể giúp các nhà nghiên cứu phân tích ứng suất và phân bố nhiệt độ trong nhiều môi trường khác nhau.

Tóm lại, thanh ruby ​​tiếp tục là vật liệu thiết yếu trong các ngành công nghiệp mà độ chính xác, độ bền và hiệu suất quang học là tối quan trọng. Khi khoa học vật liệu tiến triển, các ứng dụng mới cho thanh ruby ​​liên tục được khám phá, đảm bảo tính liên quan của chúng trong các công nghệ tương lai.

Thông số kỹ thuật cốt lõi

Tài sản Giá trị
Công thức hóa học Cr³⁺:Al₂O₃
Hệ thống tinh thể tam giác
Kích thước ô đơn vị (Lục giác) a = 4,785 Åc = 12,99 Å
Mật độ tia X 3,98 g/cm³
Điểm nóng chảy 2040°C
Sự giãn nở vì nhiệt ở 323 K Vuông góc với trục c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Song song với trục c: 6.7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Độ dẫn nhiệt ở 300 K 28 W/m·K
Độ cứng Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Mô đun Young 345 GPa
Nhiệt dung riêng ở 291 K 761 J/kg·K
Tham số khả năng chịu ứng suất nhiệt (Rₜ) 34 W/cm

Những câu hỏi thường gặp (FAQ)

Câu hỏi 1: Tại sao nên chọn cần câu ruby ​​115mm thay vì cần câu ngắn hơn?
Thanh ruby ​​dài hơn cung cấp nhiều thể tích hơn để lưu trữ năng lượng và chiều dài tương tác dài hơn, dẫn đến mức tăng cao hơn và truyền năng lượng tốt hơn.

Câu hỏi 2: Thanh ruby ​​có phù hợp với Q-switching không?
Có. Thanh ruby ​​hoạt động tốt với hệ thống Q-switching thụ động hoặc chủ động và tạo ra xung đầu ra mạnh khi được căn chỉnh đúng cách.

Câu 3: Thanh hồng ngọc có thể chịu được phạm vi nhiệt độ nào?
Thanh ruby ​​có khả năng chịu nhiệt lên đến vài trăm độ C. Tuy nhiên, hệ thống quản lý nhiệt được khuyến nghị trong quá trình vận hành laser.

Câu hỏi 4: Lớp phủ ảnh hưởng đến hiệu suất của thanh ruby ​​như thế nào?
Lớp phủ chất lượng cao cải thiện hiệu quả laser bằng cách giảm thiểu tổn thất phản xạ. Lớp phủ không phù hợp có thể gây hư hỏng hoặc giảm độ lợi.

Câu hỏi 5: Thanh ruby ​​115mm có nặng hơn hay dễ vỡ hơn những thanh ngắn hơn không?
Mặc dù nặng hơn một chút, thanh ruby ​​vẫn giữ được tính toàn vẹn cơ học tuyệt vời. Nó chỉ đứng sau kim cương về độ cứng và chống trầy xước hoặc sốc nhiệt tốt.

Câu hỏi 6: Nguồn bơm nào hoạt động tốt nhất với thanh ruby?
Theo truyền thống, đèn flash xenon được sử dụng. Các hệ thống hiện đại hơn có thể sử dụng đèn LED công suất cao hoặc laser xanh tần số kép bơm diode.

Câu 7: Thanh hồng ngọc nên được bảo quản hoặc bảo dưỡng như thế nào?
Giữ thanh ruby ​​trong môi trường không bụi, chống tĩnh điện. Tránh tiếp xúc trực tiếp với bề mặt được phủ và sử dụng vải không mài mòn hoặc khăn lau ống kính để vệ sinh.

Câu hỏi 8: Thanh ruby ​​có thể được tích hợp vào thiết kế bộ cộng hưởng hiện đại không?
Hoàn toàn đúng. Thanh hồng ngọc, mặc dù có nguồn gốc lịch sử, vẫn được tích hợp rộng rãi vào các khoang quang học thương mại và nghiên cứu.

Câu 9: Tuổi thọ của thanh ruby ​​115mm là bao lâu?
Với hoạt động và bảo trì đúng cách, thanh ruby ​​có thể hoạt động đáng tin cậy trong hàng nghìn giờ mà không bị suy giảm hiệu suất.

Câu 10: Thanh hồng ngọc có khả năng chống chịu được hư hỏng quang học không?
Có, nhưng điều quan trọng là tránh vượt quá ngưỡng hư hỏng của lớp phủ. Căn chỉnh và điều chỉnh nhiệt độ thích hợp sẽ bảo toàn hiệu suất và ngăn ngừa nứt.


  • Trước:
  • Kế tiếp:

  • Viết tin nhắn của bạn ở đây và gửi cho chúng tôi