 |
Niestandardowe laserowe pręty rubinowe Al2O3:Cr3+ średnica 2 mm/4 mm Długość 10 mm/20 mm
Szczegóły Produktu:
| Miejsce pochodzenia: | Chiny |
| Nazwa handlowa: | ZMSH |
Zapłata:
| Minimalne zamówienie: | 5 |
|---|
|
Szczegóły informacji |
|||
| Skład materiału: | Al₂o₃ domieszkowane 0,05% cr₂o₃ | Struktura krystaliczna: | Trygonalny (α-al₂o₃) |
|---|---|---|---|
| Właściwości termiczne: | Przewodnictwo cieplne: 40 W/(M · K) | Właściwości mechaniczne: | MOHS Twardość: 9 |
| Podkreślić: | 2 mm pręty laserowe Ruby,Zindywidualizowane pręty laserowe Ruby,4mm Ruby Laser Rods |
||
opis produktu
Niestandardowe pręty laserowe Ruby (Al2O3:Cr3+) średnica 2 mm/4 mm Długość 10 mm/20 mm
Streszczenie: Rubinowa pręta laserowa
Rubinowa prętka laserowa była pierwszym skutecznie zrealizowanym nośnikiem do uzyskiwania lasera w historii ludzkości, po raz pierwszy zademonstrowanym przez Theodora Maimana w 1960 roku.Jego podstawowym składnikiem jest α-alumina (Al2O3) jednokrystaliczny dopowany około 00,05% trójwartościowych jonów chromu (Cr3+), wykazujących charakterystyczny głębokoczerwony kolor.gdzie specjalna struktura poziomu energii powstaje dzięki efektom pola kryształowego.
Rubinowy laser działa na podstawie typowej trzypoziomowej zasady systemu:
- Poziom energii stanu podstawowego 4A2: stan początkowy jonów chromu
- szerokie pasma absorpcji 4F1 i 4F2: odpowiadają wchłanianiu światła zielonego (550 nm) i fioletowego (400 nm)
- metastabilny poziom energii 2E: obejmuje dwa blisko oddalone poziomy E (694,3 nm) i 2Ā (692,9 nm)
Po silnym pompowaniu optycznym, jony Cr3+ są pobudzane z stanu podstawowego do pasm 4F1/4F2 i szybko rozluźniają się w sposób nieradiatywny do stanu metastabilnego 2E.Ze względu na stosunkowo długi czas życia (~ 3 ms) poziomu 2E, można osiągnąć odwrócenie populacji, co ostatecznie powoduje 694,3 nm czerwonego wyjścia lasera poprzez stymulowaną emisję.
Tabela atrybutówRubinowe pręty laserowe
| Nieruchomości | Specyfikacja | Jednostka/Uwaga |
| Skład materiału | Al2O3 dopingowany 0,05% Cr2O3 | % masy |
| Struktura kryształowa | Trigonal (α-Al2O3) | Grupa przestrzenna R3c |
| Długość fali lasera | 694.3 nm (linia R1) | Pierwotna linia emisji |
| 692.9 nm (linia R2) | Linię wtórną (niska temperatura) | |
| Wymiary fizyczne | Średnica: 2-10 mm | Można je dostosować (2mm/4mm pokazane) |
| Długość: 10-200 mm | Standardowe (10mm/20mm pokazane) | |
| Właściwości optyczne | Wskaźnik załamania: 1,763 694 nm | Zwyczajne promienie (nie) |
| Współczynnik absorpcji: 0,4-1,2 cm−1 | Zależy od stężenia Cr3+ | |
| Właściwości termiczne | Przewodność cieplna: 40 W/m·K | 300 tysięcy. |
| Rozszerzenie termiczne: 5×10−6/K (/oś c) | Anizotropowe | |
| Właściwości mechaniczne | Twardość Mohsa: 9 | Po diamentzie |
| Gęstość: 3,98 g/cm3 | ||
| Wydajność lasera | Czas trwania fluorescencji: 3 ms | 300 tysięcy. |
| Przekrój emisji: 2,5×10−20 cm2 | Dla linii R1 | |
| Współczynnik soczewki termicznej: 3×10−6 K−1 | Ważne dla pracy o dużej mocy | |
| Jakość powierzchni | Płaskość: λ/10 633 nm | Polerynowanie laserowe |
| Wymagania dotyczące: | Wykończenie superpolerowane | |
| Opcje powlekania | Powłoka AR 694 nm: R<0,2% | Typowa specyfikacja |
| powłoka HR 694nm: R> 99,8% | Do lusterek laserowych | |
| Próg szkody | > 500 MW/cm2 | Dla impulsów 10ns |
Charakterystyka konstrukcyjna pręta laserowego rubinowego
1. Kryształowy wzrost i przetwarzanie wysoki- wysokiej jakości pręty laserowe z rubinu są zazwyczaj uprawiane przy użyciu metody fuzji płomienia (proces Verneuil).można uzyskać pojedyncze kryształy o doskonałej jednolitości optycznejWymagania dotyczące przetwarzania kryształów obejmują: - średnicę pręta zazwyczaj między 3 a 10 mm,Długość od 50 do 200 mm - równoległość końcowej powierzchni lepsza niż 10 sekund łukowych - wykończenie powierzchniowe osiągające poziom jakości λ/10 - zazwyczaj cięte pod kątem Brewstera lub pokryte folii antyrefleksyjnych
2Właściwości optyczne i termiczne
- wskaźnik załamania: 1,76 przy 694,3 nm
- Przewodność cieplna: około 40 W/mK
- współczynnik rozszerzenia termicznego: 5 × 10−6 K−1 (spore do osi c)
- Twardość Mohsa: 9, druga tylko za diamentem
- Próg uszkodzenia: > 500 MW/cm2 (10 ns impulsów)
3Charakterystyka dopingu Koncentracja jonów chromu bezpośrednio wpływa na wydajność lasera:
- Optymalne stężenie dopingu: 0,03% ∼ 0,07% (w masie)
- Wyższe stężenia powodują tłumienie fluorescencji i nasilają działanie cieplne
- Jony chromu zastępują miejsca Al3+ w krysztale, zajmując koordynację oktaedrą
Charakterystyka działania pręta laserowego Ruby
1Charakterystyka wyjścia
- Długość fali: głównie linia R1 (694,3 nm) w temperaturze pokojowej; przy niskiej temperaturze (77 K), linia R2 (692,9 nm) może również oscylować
- szerokość linii: 0,53 nm (fluorescencja), zwężając się do 0,001 nm (jednoręczny tryb wzdłużny)
- Typowa energia impulsu: 0,110 J (Q-wyłączony)
- Moc szczytowa: do kilkuset megawatów (w trybie zamkniętym)
- kąt rozbieżności: 0,5-5 mrad (w zależności od konstrukcji rezonatora)
2Efekty temperatury Lasery Ruby wykazują znaczącą zależność od temperatury:
- współczynnik temperatury długości fali: 0,065 Å/K
- Wydajność maleje wraz ze wzrostem temperatury (ze względu na zmiany w rozkładzie poziomu energii)
- W przypadku wysokich temperatur roboczych należy rozważyć soczewkowanie termiczne i dwustronność wywołaną naprężeniem
3. Polaryzacja Charakterystyka Lasery Ruby naturalnie emitują liniowo polaryzowane światło z powodu:
- Charakterystyka anizotropowej emisji jonów Cr3+
- wyższy wzrost polaryzacji osi E ̊c w porównaniu z osi E ̊c - współczynnik polaryzacji może przekroczyć 100:1
Obszary zastosowań pręta laserowego Ruby
1Badania naukowe
- Badania plazmy laserowej: stosowane w eksperymentach fuzji w zamknięciu inercyjnym
- Optyka nieliniowa: źródło pompy dla OPO i laserów Raman
- spektroskopia: spektroskopia absorpcyjna i fluorescencyjna o wysokiej rozdzielczości
- wykrywanie atmosfery: systemy radarowe laserowe (LIDAR)
2Przemysłowe przetwarzanie
- wiercenie precyzyjne: łożyska z kamieni szlachetnych do zegarków, dysze wtryskiwaczy paliwa
- oznakowanie materiałów: oznakowanie materiałów specjalnych, takich jak ceramika i safiry
- spawanie i cięcie: obróbka cienkich metali
3. Aplikacje medyczne
- Dermatologia: leczenie zmian pigmentów i usuwanie tatuaży
- Oftalmologia: irisektomia (stopniowo zastępowana przez inne lasery)
- Stomatologia: leczenie tkanek twardych
4Wojskowo-kosmiczne
- Wykrywanie odległości i wyznaczanie celów: wczesne wojskowe odległości laserowe
- sterowanie laserowe: oświetlenie i oznaczanie celu
- Komunikacja kosmiczna: eksperymentalne połączenia laserowe między satelitami
Zalety i ograniczenia laserowej pręty rubinowej
Główne zalety:
- Wysoka energia impulsowa: silne magazynowanie energii, odpowiednie do wysokiej energii impulsowej
- Doskonała jakość optyczna: niewiele wad kryształowych, wysoka jakość wiązki
- Stabilność mechaniczna: wysoka twardość, silna odporność na wpływ środowiska
- Długa żywotność: brak problemów ze starzeniem się, długa żywotność
- Polaryzowana moc wyjściowa: uproszcza projektowanie systemu optycznego
Główne ograniczenia:
- Niska sprawność ze względu na trójpoziomowy system: wysoki próg, typowa sprawność tylko 0,1%
- znaczące działanie cieplne: nie nadaje się do pracy z wysoką częstotliwością powtarzania (zwykle < 1 Hz)
- Stała długość fali: trudne do dostrojenia
- wymaga silnego pompowania optycznego: zazwyczaj pompowane przez lampy błyskowe
- wyższe koszty: uprawa wysokiej jakości kryształów jest wyzwaniem
Rozwój technologiczny pręta laserowego Ruby
1Ulepszenie technologii chłodzenia - Chłodzenie przewodzące: wykorzystanie miedzianych ciepłobiorników o wysokiej przewodności cieplnej - Chłodzenie płynem:krążenie wody zdyjonizowanej lub płynów fluorowanych - działanie w niskich temperaturach: wydajność zwiększa się o 3-5 razy przy 77 K
2Innowacje w metodzie pompowania - pompowanie słoneczne: wczesne schematy zastosowań kosmicznych - pompowanie diod laserowych: poprawia wydajność i zmniejsza obciążenie cieplne - pompowanie boczne:poprawia jednolitość dystrybucji energii
3Nowe konstrukcje konstrukcyjne - konstrukcje płytkowe: zmniejszenie efektów soczewki termicznej - wielokrotny tandem prętów: zwiększenie całkowitej energii wyjściowej - miniaturyzacja: dla specjalnych scenariuszy zastosowań
Pytania i odpowiedzi
P:Jaka jest główna długość fali lasera rubinowego pręta laserowego i dlaczego emituje czerwone światło?
A:Laser rubinowy emituje w 694,3 nm (linia R1) z powodu przejść jonów Cr3+ w krysztale Al2O3.Czerwony kolor pochodzi z elektronicznego przejścia między stanem podnieconym 2E a stanem podstawowym 4A2 Cr3+Przy niskich temperaturach (~ 77 K) może również wystąpić linia wtórna o długości 692,9 nm (linia R2).
Pozostałe produkty pokrewne
Technologia laserowa Ruby Rod Instrumenty medyczne wykonane z syntetycznego szafiru Dia 1 × 7 cm