 |
لوله های لیزری روبی سفارشی شده Al2O3:Cr3+ قطر 2mm/4mm طول 10mm/20mm
جزئیات محصول:
| محل منبع: | چین |
| نام تجاری: | ZMSH |
پرداخت:
| مقدار حداقل تعداد سفارش: | 5 |
|---|
|
اطلاعات تکمیلی |
|||
| ترکیب مواد: | al₂o₃ با 0.05 ٪ cr₂o₃ دوپ شده است | ساختار کریستالی: | مثلثی (α-al₂o₃) |
|---|---|---|---|
| خواص حرارتی: | هدایت حرارتی: 40 W/(M · K) | ویژگی های مکانیکی: | سختی Mohs: 9 |
| برجسته کردن: | چوب های لیزری 2 میلی متری,چوب های لیزری روبی سفارشی,چوب های لیزری ربی 4 میلی متری,Customized Ruby Laser Rods,4mm Ruby Laser Rods |
||
توضیحات محصول
چوب های لیزری ربای سفارشی (Al2O3:Cr3+) قطر 2mm/4mm طول 10mm/20mm
خلاصه ای از چوب لیزری Ruby
میله لیزری یاقوت اولین وسیله ی بدست آوردن لیزر در تاریخ بشر بود که برای اولین بار توسط تئودور مایمن در سال 1960 نشان داده شد.عنصر اصلی آن یک α-الومینا (Al2O3) یک کریستال تک است که با حدود 0.05٪ یون های کرومیوم سه ارزش (Cr3 +) ، که دارای رنگ قرمز تیره مشخص هستند. این کریستال ربای مصنوعی یون های کرومیوم را به صورت یکنواخت به عنوان محیط فعال در ماتریس کوراندوم پراکنده می کند.جایی که یک ساختار خاص سطح انرژی از طریق اثرات میدان کریستال شکل می گیرد.
لیزر یاقوت بر اساس یک اصل سیستم سه سطح کار می کند:
- سطح انرژی حالت پایه 4A2: حالت اولیه یون های کروم
- نوارهای جذب گسترده 4F1 و 4F2: مربوط به جذب نور سبز (550 nm) و بنفش (400 nm) است
- سطح انرژی متاستحکم 2E: شامل دو سطح E (694.3 nm) و 2Ā (692.9 nm) است
پس از پمپاژ نوری قوی، یون های Cr3+ از حالت پایه به باند های 4F1 / 4F2 تحریک می شوند و به سرعت به صورت غیر تابشی به حالت متاسکال 2E استراحت می کنند.به دلیل عمر نسبتا طولانی (~ 3 ms) سطح 2Eدر این روش، می توان inversion جمعیت را به دست آورد، در نهایت تولید 694.3 nm خروجی لیزر قرمز از طریق انتشار تحریک شده.
جدول ویژگی هایچوب های لیزری روبی
| مالکیت | مشخصات | واحد/ یادداشت ها |
| ترکیب مواد | Al2O3 با 0.05٪ Cr2O3 تزریق شده است | درصد وزن |
| ساختار کریستالی | تریگونال (α-Al2O3) | گروه فضایی R3c |
| طول موج لیزر | 694.3 nm (خط R1) | خط انتشار اولیه |
| 692.9 nm (خط R2) | خط ثانویه (در دمای پایین) | |
| ابعاد فیزیکی | قطر: 2 تا 10 میلی متر | قابل سفارشی سازی (2mm/4mm نشان داده شده) |
| طول: 10 تا 200 میلی متر | استاندارد (10mm/20mm نشان داده شده) | |
| خواص نوری | شاخص انكسار: 1.763 694nm | شعاع معمولی (نه) |
| ضریب جذب: 0.4-1.2 cm−1 | بستگی به غلظت Cr3+ دارد | |
| خواص حرارتی | رسانایی حرارتی: 40 W/ ((m·K) | 300 هزار |
| گسترش حرارتی: 5×10−6/K (️محور c) | آنیزوتروپ | |
| خواص مکانیکی | سختي موس: 9 | دومين جايگاه بعد از الماس |
| تراکم: 3.98 g/cm3 | ||
| عملکرد لیزر | طول عمر فلورسنت: 3 ms | 300 هزار |
| قطر قطری انتشار: 2.5×10−20 cm2 | برای خط R1 | |
| ضریب لنز حرارتی: 3×10−6 K−1 | مهم برای کار با قدرت بالا | |
| کیفیت سطح | مسطحیت: λ/10 633nm | پولیش لیزری |
| خشکی سطح: <5 Å RMS | فرآوري فوق العاده | |
| گزینه های پوشش | پوشش AR 694nm: R<0.2% | مشخصات معمول |
| پوشش HR 694nm: R> 99.8% | برای آینه های حفره ای لیزر | |
| آستانه خسارت | >500 MW/cm2 | برای پالس های 10ns |
ویژگی های ساختاری چوب لیزری Ruby
1. رشد و پردازش کریستال بالالوله های لیزری یاقوت با کیفیت معمولاً با استفاده از روش فیوژن شعله (روشی ورنوئل) رشد می کنند. با کنترل دقیق نسبت Al2O3 به Cr2O3 (حدود 0.05 wt%) و شرایط رشد،می توان کریستال های تک با یکسانی نوری عالی به دست آوردالزامات پردازش کریستال عبارتند از: - قطر میله معمولاً بین 3 و 10 میلی مترطول از 50~200 میلی متر - موازی پایان صورت بهتر از 10 ثانیه قوس - سطح پایان رسیدن به سطح کیفیت λ/10 - معمولاً در زاویه Brewster برش داده می شود یا با فیلم های ضد انعکاس پوشانده می شود
2خواص نوری و حرارتی
- شاخص شکنندگی: 1.76 در 694.3 nm
- رسانایی حرارتی: حدود 40 W/mK
- ضریب انبساط حرارتی: 5 × 10−6 K−1 (مواز به محور c)
-سختي موس: 9، تنها بعد از الماس
- آستانه آسیب: >500 MW/cm2 (10 ns پالس)
3مشخصات دوپینگ غلظت یون کرومیوم به طور مستقیم بر عملکرد لیزر تاثیر می گذارد:
- غلظت مطلوب دوپینگ: 0.03٪ ٪ 0.07٪ (به وزن)
- غلظت بالاتری باعث خاموش شدن فلورسنت و تشدید اثرات حرارتی می شود.
- ایون های کرومیوم جایگزین سایت های Al3+ در کریستال هستند، که هماهنگی هشتگانه را اشغال می کنند
ویژگی های عملیاتی چوب لیزری Ruby
1ویژگی های خروجی
- طول موج: عمدتا خط R1 (694.3 nm) در دمای اتاق؛ در دمای پایین (77 K) ، خط R2 (692.9 nm) نیز می تواند نوسان کند
- عرض خط: 0.53 nm (فلورسنت) ، محدود شدن به 0.001 nm (طول طولی واحد)
- انرژی نبض معمولی: 0.1 ≈ 10 J (Q-Switched)
- قدرت اوج: تا چند صد مگاوات (در حالت قفل)
- زاویه انحرافی: 0.5-5 mrad (با توجه به طراحی رزوناتور)
2اثرات دمایی لیزرهای روبی وابستگی قابل توجهی به دمای را نشان می دهند:
- ضریب دمای طول موج: 0.065 Å/K
- کارایی با افزایش دمای هوا کاهش می یابد (به دلیل تغییرات در تقسیم سطح انرژی)
- لنز حرارتی و دو فرگشت ناشی از استرس باید در دمای کار بالا در نظر گرفته شود
3ویژگی های قطبی شدن لیزرهای روبی به طور طبیعی نور قطبی شده خطی را به دلیل:
- ویژگی های انتشار انزوتروپیک یون های Cr3+
- سود بیشتر برای قطبی شدن محور E √ c در مقایسه با محور E √ c - نسبت قطبی شدن می تواند بیش از 100 باشد:1
زمینه های کاربرد چوب لیزری Ruby
1تحقیقات علمی
- مطالعات پلاسمای لیزر: مورد استفاده در آزمایشات فیوژن در محفظه ای بی حرکت
- اپتیک غیرخطی: منبع پمپ برای OPO و لیزرهای رامانی
- طیف سنجی: جذب با وضوح بالا و طیف سنجی فلورسنت
- سنجش جوی: سیستم های رادار لیزر (LIDAR)
2. پردازش صنعتی
- حفاری دقیق: لاغرهای سنگ قیمتی برای ساعت ها، نوزل های تزریق سوخت
- علامت گذاری مواد: علامت گذاری مواد خاص مانند سرامیک و سفیر
- جوش و برش: پردازش مواد فلزی نازک
3کاربرد های پزشکی
- پوست شناسی: درمان ضایعات رنگدانه و حذف خالکوبی
چشم شناسی: اریسهکتومی (به تدریج با لیزرهای دیگر جایگزین می شود)
دندانپزشکی: درمان بافت های سخت
4ارتش و هوافضا
- سنجش فاصله و تعیین هدف: دور سنج های لیزری اولیه نظامی
- هدایت لیزر: روشنایی و تعیین هدف
- ارتباطات فضایی: ارتباطات تجربی لیزر بین ماهواره ها
مزایا و محدودیت های چوب لیزری روبی
مزایای اصلی:
- انرژی پالس بالا: ذخیره انرژی قوی، مناسب برای خروجی پالس انرژی بالا
- کیفیت نوری عالی: نقایص کم کریستال، کیفیت پرتو بالا
- ثبات مکانیکی: سختی بالا، مقاومت قوی در برابر اثرات محیط زیست
- عمر طولانی: بدون مشکلات پیری، عمر طولانی
- خروجی قطبی: طراحی سیستم نوری را ساده می کند
محدودیت های اصلی:
- بهره وری پایین به دلیل سیستم سه سطح: آستانه بالا، بهره وری معمولی تنها 0.1٪
- اثرات حرارتی قابل توجه: مناسب برای کار با سرعت تکرار بالا نیست (معمولا < 1 هرتز)
- طول موج ثابت: سخت برای تنظیم
- نیاز به پمپاژ نوری قوی دارد: به طور کلی با لامپ های فلش پمپاژ می شود
- هزینه بالاتر: رشد کریستال های با کیفیت بالا یک چالش است
پیشرفت های تکنولوژیکی چوب لیزری روبی
1بهبود تکنولوژی خنک کننده - خنک کننده رسانا: استفاده از حرارتی مس با رسانایی حرارتی بالا - خنک کننده مایعگردش آب دیونیزه شده یا مایعات فلورینیزه - کار با دمای پایین: بهره وری ۳۵ برابر در ۷۷ K افزایش می یابد
2نوآوری در روش پمپاژ - پمپاژ خورشیدی: برنامه های اولیه استفاده از فضا - پمپاژ دیود لیزری: بهبود بهره وری و کاهش بار حرارتی - پمپاژ جانبی:یکنواخت توزیع انرژی را بهبود می بخشد
3- طرح های ساختاری جدید - ساختارهای لاک: کاهش اثرات لنز حرارتی - تاندم چند میله ای: افزایش کل انرژی خروجی - کوچک سازی: برای سناریوهای کاربردی خاص
پرسش و پاسخ
سوال:طول موج اصلی لیزر یک چوب لیزر یاقوت چیست و چرا نور قرمز را منتشر می کند؟
الف:لیزر یاقوت در 694.3 نانومتر (خط R1) به دلیل انتقال یون Cr3 + در کریستال Al2O3 تولید می کند.رنگ قرمز ناشی از انتقال الکترونی بین حالت تحریک شده 2E و حالت پایه 4A2 Cr3 + استدر دمای پایین (~ 77K) ، یک خط ثانویه در 692.9 نانومتر (خط R2) نیز ممکن است از بین برود.
سایر محصولات مرتبط
تکنولوژی لیزر ربی استند ابزار پزشکی ساخته شده از زپیر مصنوعی