Varilla de rubí de 115 mm: cristal de lonxitude estendida para sistemas láser pulsados ​​mellorados

Descrición curta:

A vara de rubí de 115 mm é un cristal láser de alto rendemento e lonxitude estendida deseñado para sistemas láser de estado sólido pulsado. Construída con rubí sintético (unha matriz de óxido de aluminio (Al₂O₃) infundida con ións de cromo (Cr³⁺), a vara de rubí ofrece un rendemento consistente, unha excelente condutividade térmica e unha emisión fiable a 694,3 nm. O aumento da lonxitude da vara de rubí de 115 mm en comparación cos modelos estándar mellora a ganancia, o que permite un maior almacenamento de enerxía por pulso e unha mellora da eficiencia xeral do láser.

Recoñecida pola súa claridade, dureza e propiedades espectrais, a vara de rubí segue a ser un material láser valioso nos sectores científico, industrial e educativo. A lonxitude de 115 mm permite unha absorción óptica superior durante o bombeo, o que se traduce nunha saída láser vermella máis brillante e potente. Tanto en configuracións de laboratorio avanzadas como en sistemas OEM, a vara de rubí demostra ser un medio láser fiable para unha saída controlada de alta intensidade.


Características

Diagrama detallado

Varilla láser Ruby-7
Ruby-Laser

Visión xeral

A vara de rubí de 115 mm é un cristal láser de alto rendemento e lonxitude estendida deseñado para sistemas láser de estado sólido pulsado. Construída con rubí sintético (unha matriz de óxido de aluminio (Al₂O₃) infundida con ións de cromo (Cr³⁺), a vara de rubí ofrece un rendemento consistente, unha excelente condutividade térmica e unha emisión fiable a 694,3 nm. O aumento da lonxitude da vara de rubí de 115 mm en comparación cos modelos estándar mellora a ganancia, o que permite un maior almacenamento de enerxía por pulso e unha mellora da eficiencia xeral do láser.

Recoñecida pola súa claridade, dureza e propiedades espectrais, a vara de rubí segue a ser un material láser valioso nos sectores científico, industrial e educativo. A lonxitude de 115 mm permite unha absorción óptica superior durante o bombeo, o que se traduce nunha saída láser vermella máis brillante e potente. Tanto en configuracións de laboratorio avanzadas como en sistemas OEM, a vara de rubí demostra ser un medio láser fiable para unha saída controlada de alta intensidade.

Fabricación e Enxeñaría Cristalina

A creación dunha vara de rubí implica o crecemento controlado dun monocristal mediante a técnica de Czochralski. Neste método, un cristal semente de zafiro mergúllase nunha mestura fundida de óxido de aluminio de alta pureza e óxido de cromo. A bóla tírase e xira lentamente para formar un lingote de rubí impecable e opticamente uniforme. Despois, a vara de rubí extráese, dáselle forma a 115 mm de lonxitude e córtase ás dimensións precisas segundo os requisitos do sistema óptico.

Cada varilla de rubí sométese a un pulido meticuloso na súa superficie cilíndrica e nas caras finais. Estas caras teñen un acabado plan con grao láser e normalmente reciben revestimentos dieléctricos. Aplícase un revestimento de alta reflexión (HR) a un extremo da varilla de rubí, mentres que o outro se trata cun revestimento de acoplador de saída de transmisión parcial (OC) ou antirreflexión (AR) dependendo do deseño do sistema. Estes revestimentos son vitais para maximizar a reflexión interna dos fotóns e minimizar a perda de enerxía.

Os ións de cromo na vara de rubí absorben a luz de bombeo, especialmente na parte azul-verde do espectro. Unha vez excitados, estes ións pasan a niveis de enerxía metaestables. Tras a emisión estimulada, a vara de rubí emite luz láser vermella coherente. A xeometría máis longa da vara de rubí de 115 mm ofrece unha maior lonxitude de percorrido para a ganancia de fotóns, o que é fundamental nos sistemas de apilamento de pulsos e amplificación.

Aplicacións principais

As varillas de rubí, coñecidas pola súa dureza excepcional, condutividade térmica e transparencia óptica, úsanse amplamente en aplicacións industriais e científicas de alta precisión. Compostas principalmente por óxido de aluminio monocristal (Al₂O₃) dopado cunha pequena cantidade de cromo (Cr³⁺), as varillas de rubí combinan unha excelente resistencia mecánica con propiedades ópticas únicas, o que as fai indispensables nunha variedade de tecnoloxías avanzadas.

1.Tecnoloxía láser

Un dos usos máis significativos das varas de rubí é nos láseres de estado sólido. Os láseres de rubí, que estiveron entre os primeiros láseres desenvolvidos, utilizan cristais de rubí sintéticos como medio de ganancia. Cando se bombean opticamente (normalmente usando lámpadas de flash), estas varas emiten luz vermella coherente a unha lonxitude de onda de 694,3 nm. A pesar dos materiais láser máis novos, os láseres de rubí aínda se empregan en aplicacións onde unha longa duración do pulso e unha saída estable son fundamentais, como en holografía, dermatoloxía (para a eliminación de tatuaxes) e experimentos científicos.

2.Instrumentos ópticos

Debido á súa excelente transmisión da luz e resistencia aos arañazos, as varillas de rubí úsanse a miúdo en instrumentos ópticos de precisión. A súa durabilidade garante un rendemento a longo prazo en condicións adversas. Estas varillas poden servir como compoñentes en divisores de feixe, illadores ópticos e dispositivos fotónicos de alta precisión.

3.Compoñentes de alto desgaste

Nos sistemas mecánicos e de metroloxía, as varillas de rubí utilízanse como elementos resistentes ao desgaste. Atópanse habitualmente en rolamentos de reloxos, medidores de precisión e caudalímetros, onde se require un rendemento constante e estabilidade dimensional. A alta dureza do rubí (9 na escala de Mohs) permítelle soportar a fricción e a presión a longo prazo sen degradación.

4.Equipamento médico e analítico

As varas de rubí úsanse ás veces en dispositivos médicos especializados e instrumentos analíticos. A súa biocompatibilidade e natureza inerte fan que sexan axeitadas para o contacto con tecidos ou produtos químicos sensibles. En configuracións de laboratorio, as varas de rubí pódense atopar en sondas de medición de alto rendemento e sistemas de detección.

5.Investigación científica

En física e ciencia dos materiais, as varas de rubí empréganse como materiais de referencia para calibrar instrumentos, estudar propiedades ópticas ou actuar como indicadores de presión en celas de bigornia de diamante. A súa fluorescencia en condicións específicas axuda aos investigadores a analizar as distribucións de tensión e temperatura en diversos ambientes.

En conclusión, as varillas de rubí seguen a ser un material esencial en todas as industrias onde a precisión, a durabilidade e o rendemento óptico son primordiais. A medida que avanzan os avances na ciencia dos materiais, explóranse constantemente novos usos para as varillas de rubí, o que garante a súa relevancia nas tecnoloxías futuras.

Especificación principal

Propiedade Valor
Fórmula química Cr³⁺:Al₂O₃
Sistema cristalino Trigonal
Dimensións da cela unitaria (hexagonais) a = 4,785 Åc = 12,99 Å
Densidade de raios X 3,98 g/cm³
Punto de fusión 2040 °C
Expansión térmica a 323 K Perpendicular ao eixe c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Paralela ao eixe c: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Condutividade térmica a 300 K 28 W/m·K
Dureza Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Módulo de Young 345 GPa
Calor específico a 291 K 761 J/kg·K
Parámetro de resistencia á tensión térmica (Rₜ) 34 W/cm

Preguntas frecuentes (FAQ)

P1: Por que elixir unha vara de rubí de 115 mm en lugar dunha vara máis curta?
Unha vara de rubí máis longa proporciona máis volume para o almacenamento de enerxía e unha maior lonxitude de interacción, o que resulta nunha maior ganancia e unha mellor transferencia de enerxía.

P2: É axeitada a varilla de rubí para a conmutación Q?
Si. A vara de rubí funciona ben con sistemas de conmutación Q pasivos ou activos e produce saídas pulsadas fortes cando está aliñada correctamente.

P3: Que rango de temperatura pode tolerar a vara de rubí?
A vara de rubí é termicamente estable ata varios centos de graos Celsius. Non obstante, recoméndanse sistemas de xestión térmica durante o funcionamento do láser.

P4: Como afectan os revestimentos ao rendemento das varas de rubí?
Os revestimentos de alta calidade melloran a eficiencia do láser ao minimizar a perda de reflectividade. Un revestimento inadecuado pode provocar danos ou unha redución da ganancia.

P5: A vara de rubí de 115 mm é máis pesada ou máis fráxil que as varas máis curtas?
Aínda que é lixeiramente máis pesada, a vara de rubí conserva unha excelente integridade mecánica. Só é superada polo diamante en dureza e resiste ben os arañazos ou os choques térmicos.

P6: Que fontes de bombeo funcionan mellor coa varilla de rubí?
Tradicionalmente, utilízanse lámpadas flash de xenón. Os sistemas máis modernos poden empregar LED de alta potencia ou láseres verdes de frecuencia duplicada bombeados por díodos.

P7: Como se debe almacenar ou manter a vara de rubí?
Garda a vara de rubí nun ambiente libre de po e antiestático. Evita manipular directamente as superficies revestidas e usa panos non abrasivos ou papel húmido para lentes para limpalas.

P8: Pódese integrar a vara de rubí nos deseños modernos de resonadores?
Absolutamente. A vara de rubí, a pesar das súas raíces históricas, aínda está amplamente integrada en cavidades ópticas comerciais e de grao de investigación.

P9: Cal é a vida útil dunha vara de rubí de 115 mm?
Cun funcionamento e mantemento axeitados, unha vara de rubí pode funcionar de forma fiable durante miles de horas sen degradación do rendemento.

P10: A vara de rubí é resistente aos danos ópticos?
Si, pero é importante evitar superar o limiar de dano dos revestimentos. Un aliñamento e unha regulación térmica axeitados preservan o rendemento e evitan a formación de gretas.


  • Anterior:
  • Seguinte:

  • Escribe aquí a túa mensaxe e envíanosla