Ράβδος Ruby 115 mm: Κρύσταλλος εκτεταμένου μήκους για συστήματα ενισχυμένων παλμικών λέιζερ

Σύντομη Περιγραφή:

Η ράβδος ρουμπινιού 115 mm είναι ένας κρύσταλλος λέιζερ υψηλής απόδοσης, εκτεταμένου μήκους, σχεδιασμένος για παλμικά συστήματα λέιζερ στερεάς κατάστασης. Κατασκευασμένη από συνθετικό ρουμπίνι - μια μήτρα οξειδίου του αργιλίου (Al₂O₃) εγχυμένη με ιόντα χρωμίου (Cr³⁺) - η ράβδος ρουμπινιού προσφέρει σταθερή απόδοση, εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα και αξιόπιστη εκπομπή στα 694,3 nm. Το αυξημένο μήκος της ράβδου ρουμπινιού 115 mm σε σύγκριση με τα τυπικά μοντέλα ενισχύει το κέρδος, επιτρέποντας υψηλότερη αποθήκευση ενέργειας ανά παλμό και βελτιωμένη συνολική απόδοση λέιζερ.

Φημισμένη για τη διαύγεια, τη σκληρότητα και τις φασματικές της ιδιότητες, η ράβδος ρουμπινιού παραμένει ένα πολύτιμο υλικό λέιζερ στον επιστημονικό, βιομηχανικό και εκπαιδευτικό τομέα. Το μήκος των 115 mm επιτρέπει ανώτερη οπτική απορρόφηση κατά την άντληση, μεταφράζοντας σε φωτεινότερη και πιο ισχυρή έξοδο κόκκινου λέιζερ. Είτε σε προηγμένες εργαστηριακές εγκαταστάσεις είτε σε συστήματα OEM, η ράβδος ρουμπινιού αποδεικνύεται ένα αξιόπιστο μέσο λέιζερ για ελεγχόμενη έξοδο υψηλής έντασης.

Στείλτε μας email

Χαρακτηριστικά

Λεπτομερές Διάγραμμα

Επισκόπηση

Κατασκευή και Μηχανική Κρυστάλλων

Η δημιουργία μιας ράβδου ρουμπινιού περιλαμβάνει ελεγχόμενη ανάπτυξη μονοκρυστάλλων χρησιμοποιώντας την τεχνική Czochralski. Σε αυτή τη μέθοδο, ένας κρύσταλλος σπόρος ζαφειριού βυθίζεται σε ένα τηγμένο μείγμα οξειδίου του αργιλίου υψηλής καθαρότητας και οξειδίου του χρωμίου. Η ράβδος τραβιέται αργά και περιστρέφεται για να σχηματίσει ένα άψογο, οπτικά ομοιόμορφο ρουμπινί ράβδωμα. Στη συνέχεια, η ράβδος ρουμπινιού εξάγεται, διαμορφώνεται σε μήκος 115 mm και κόβεται σε ακριβείς διαστάσεις με βάση τις απαιτήσεις του οπτικού συστήματος.

Κάθε ράβδος ρουμπινιού υφίσταται σχολαστική στίλβωση στην κυλινδρική της επιφάνεια και στις ακραίες όψεις της. Αυτές οι όψεις φινιρίζονται με επιπεδότητα επιπέδου λέιζερ και συνήθως φέρουν διηλεκτρικές επιστρώσεις. Μια επίστρωση υψηλής ανακλαστικότητας (HR) εφαρμόζεται στο ένα άκρο της ράβδου ρουμπινιού, ενώ το άλλο υποβάλλεται σε επεξεργασία με επίστρωση μερικού ζεύκτη εξόδου μετάδοσης (OC) ή αντιανακλαστικής επίστρωσης (AR) ανάλογα με το σχεδιασμό του συστήματος. Αυτές οι επιστρώσεις είναι ζωτικής σημασίας για τη μεγιστοποίηση της εσωτερικής ανάκλασης φωτονίων και την ελαχιστοποίηση της απώλειας ενέργειας.

Τα ιόντα χρωμίου στη ράβδο ρουμπινιού απορροφούν φως άντλησης, ειδικά στο μπλε-πράσινο τμήμα του φάσματος. Μόλις διεγερθούν, αυτά τα ιόντα μεταβαίνουν σε μετασταθερά επίπεδα ενέργειας. Κατά την διεγερμένη εκπομπή, η ράβδος ρουμπινιού εκπέμπει συνεκτικό κόκκινο φως λέιζερ. Η μακρύτερη γεωμετρία της ράβδου ρουμπινιού των 115 mm προσφέρει μεγαλύτερο μήκος διαδρομής για κέρδος φωτονίων, το οποίο είναι κρίσιμο στα συστήματα παλμικής στοίβαξης και ενίσχυσης.

Βασικές εφαρμογές

Οι ράβδοι ρουμπινιού, γνωστές για την εξαιρετική σκληρότητα, τη θερμική αγωγιμότητα και την οπτική τους διαφάνεια, χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικές και επιστημονικές εφαρμογές υψηλής ακρίβειας. Αποτελούμενες κυρίως από μονοκρυσταλλικό οξείδιο του αργιλίου (Al₂O₃) με πρόσμιξη μικρής ποσότητας χρωμίου (Cr³⁺), οι ράβδοι ρουμπινιού συνδυάζουν εξαιρετική μηχανική αντοχή με μοναδικές οπτικές ιδιότητες, καθιστώντας τες απαραίτητες σε μια ποικιλία προηγμένων τεχνολογιών.

1.Τεχνολογία λέιζερ

Μία από τις πιο σημαντικές χρήσεις των ράβδων ρουμπινιού είναι στα λέιζερ στερεάς κατάστασης. Τα λέιζερ ρουμπινιού, τα οποία ήταν από τα πρώτα λέιζερ που αναπτύχθηκαν ποτέ, χρησιμοποιούν συνθετικούς κρυστάλλους ρουμπινιού ως μέσο ενίσχυσης. Όταν αντλούνται οπτικά (συνήθως χρησιμοποιώντας λάμπες φλας), αυτές οι ράβδοι εκπέμπουν συνεκτικό κόκκινο φως σε μήκος κύματος 694,3 nm. Παρά τα νεότερα υλικά λέιζερ, τα λέιζερ ρουμπινιού εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου η μεγάλη διάρκεια παλμού και η σταθερή έξοδος είναι κρίσιμες, όπως στην ολογραφία, την δερματολογία (για αφαίρεση τατουάζ) και τα επιστημονικά πειράματα.

2.Οπτικά Όργανα

Λόγω της εξαιρετικής μετάδοσης του φωτός και της αντοχής τους στις γρατζουνιές, οι ράβδοι ρουμπινιού χρησιμοποιούνται συχνά σε οπτικά όργανα ακριβείας. Η ανθεκτικότητά τους εξασφαλίζει μακροχρόνια απόδοση σε σκληρές συνθήκες. Αυτές οι ράβδοι μπορούν να χρησιμεύσουν ως εξαρτήματα σε διαχωριστές δέσμης, οπτικούς μονωτές και φωτονικές συσκευές υψηλής ακρίβειας.

3.Εξαρτήματα υψηλής φθοράς

Σε μηχανικά και μετρολογικά συστήματα, οι ράβδοι ρουμπινιού χρησιμοποιούνται ως στοιχεία ανθεκτικά στη φθορά. Βρίσκονται συνήθως σε ρουλεμάν ρολογιών, μετρητές ακριβείας και ροόμετρα, όπου απαιτείται σταθερή απόδοση και διαστατική σταθερότητα. Η υψηλή σκληρότητα του ρουμπινιού (9 στην κλίμακα Mohs) του επιτρέπει να αντέχει σε μακροχρόνια τριβή και πίεση χωρίς υποβάθμιση.

4.Ιατρικός και Αναλυτικός Εξοπλισμός

Οι ράβδοι ρουμπινιού χρησιμοποιούνται μερικές φορές σε εξειδικευμένες ιατρικές συσκευές και αναλυτικά όργανα. Η βιοσυμβατότητά τους και η αδρανής τους φύση τις καθιστούν κατάλληλες για επαφή με ευαίσθητους ιστούς ή χημικές ουσίες. Σε εργαστηριακές διατάξεις, οι ράβδοι ρουμπινιού μπορούν να βρεθούν σε αισθητήρες μέτρησης υψηλής απόδοσης και σε συστήματα ανίχνευσης.

5.Επιστημονική Έρευνα

Στη φυσική και την επιστήμη των υλικών, οι ράβδοι ρουμπινιού χρησιμοποιούνται ως υλικά αναφοράς για τη βαθμονόμηση οργάνων, τη μελέτη οπτικών ιδιοτήτων ή ως δείκτες πίεσης σε κελιά αμονιού με διαμάντι. Ο φθορισμός τους υπό συγκεκριμένες συνθήκες βοηθά τους ερευνητές να αναλύουν τις κατανομές τάσης και θερμοκρασίας σε διάφορα περιβάλλοντα.

Συμπερασματικά, οι ράβδοι ρουμπινιού εξακολουθούν να αποτελούν ένα απαραίτητο υλικό σε όλους τους κλάδους όπου η ακρίβεια, η ανθεκτικότητα και η οπτική απόδοση είναι πρωταρχικής σημασίας. Καθώς οι εξελίξεις στην επιστήμη των υλικών προχωρούν, διερευνώνται συνεχώς νέες χρήσεις για τις ράβδους ρουμπινιού, διασφαλίζοντας τη σημασία τους για τις μελλοντικές τεχνολογίες.

Βασική προδιαγραφή

Ιδιοκτησία	Αξία
Χημικός τύπος	Cr³⁺:Al₂O₃
Σύστημα Κρυστάλλων	Τριγωνικός
Διαστάσεις μονάδας κελιού (Εξαγωνικό)	α = 4,785 Åc = 12,99 Å
Πυκνότητα ακτίνων Χ	3,98 g/cm³
Σημείο τήξης	2040°C
Θερμική διαστολή @ 323 K	Κάθετα στον άξονα c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Παράλληλα στον άξονα c: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Θερμική αγωγιμότητα @ 300 K	28 W/m·K
Σκληρότητα	Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Μέτρο Young	345 GPA
Ειδική θερμότητα @ 291 K	761 J/kg·K
Παράμετρος αντίστασης θερμικής καταπόνησης (Rₜ)	34 W/cm

Συχνές ερωτήσεις (FAQ)

Ε1: Γιατί να επιλέξετε ένα καλάμι Ruby 115 χιλιοστών αντί για ένα κοντύτερο καλάμι;
Μια μακρύτερη ράβδος ρουμπινιού παρέχει περισσότερο όγκο για αποθήκευση ενέργειας και μεγαλύτερο μήκος αλληλεπίδρασης, με αποτέλεσμα υψηλότερο κέρδος και καλύτερη μεταφορά ενέργειας.

Ε2: Είναι η ράβδος ρουμπινιού κατάλληλη για Q-switching;
Ναι. Η ράβδος Ruby λειτουργεί καλά με παθητικά ή ενεργά συστήματα Q-switching και παράγει ισχυρές παλμικές εξόδους όταν είναι σωστά ευθυγραμμισμένη.

Ε3: Ποιο εύρος θερμοκρασίας μπορεί να ανεχθεί η ράβδος ρουμπινιού;
Η ράβδος ρουμπινιού είναι θερμικά σταθερή έως και αρκετές εκατοντάδες βαθμούς Κελσίου. Ωστόσο, συνιστώνται συστήματα θερμικής διαχείρισης κατά τη λειτουργία του λέιζερ.

Ε4: Πώς επηρεάζουν οι επιστρώσεις την απόδοση των ράβδων ρουμπινιού;
Οι επιστρώσεις υψηλής ποιότητας βελτιώνουν την απόδοση του λέιζερ ελαχιστοποιώντας την απώλεια ανακλαστικότητας. Η ακατάλληλη επίστρωση μπορεί να οδηγήσει σε ζημιά ή μειωμένο κέρδος.

Ε5: Είναι το καλάμι Ruby των 115 χιλιοστών βαρύτερο ή πιο εύθραυστο από τα πιο κοντά καλάμια;
Αν και ελαφρώς βαρύτερη, η ράβδος ρουμπινιού διατηρεί εξαιρετική μηχανική ακεραιότητα. Είναι δεύτερη μόνο μετά το διαμάντι σε σκληρότητα και αντέχει καλά στις γρατζουνιές ή το θερμικό σοκ.

Ε6: Ποιες πηγές αντλίας λειτουργούν καλύτερα με τη ράβδο ρουμπινιού;
Παραδοσιακά, χρησιμοποιούνται λαμπτήρες xenon. Τα πιο σύγχρονα συστήματα μπορεί να χρησιμοποιούν LED υψηλής ισχύος ή πράσινα λέιζερ διπλής συχνότητας με αντλία διόδου.

Ε7: Πώς πρέπει να αποθηκεύεται ή να συντηρείται η ράβδος ρουμπινιού;
Φυλάξτε τη ράβδο ρουμπινιού σε ένα περιβάλλον χωρίς σκόνη και αντιστατικό. Αποφύγετε την άμεση επαφή με τις επικαλυμμένες επιφάνειες και χρησιμοποιήστε μη λειαντικά πανιά ή χαρτομάντιλα φακών για τον καθαρισμό.

Ε8: Μπορεί η ράβδος ρουμπινιού να ενσωματωθεί σε σύγχρονα σχέδια αντηχείων;
Απολύτως. Η ράβδος ρουμπινιού, παρά τις ιστορικές της ρίζες, εξακολουθεί να ενσωματώνεται ευρέως σε οπτικές κοιλότητες ερευνητικού και εμπορικού επιπέδου.

Ε9: Ποια είναι η διάρκεια ζωής της ράβδου ρουμπινιού 115 mm;
Με σωστή λειτουργία και συντήρηση, μια ράβδος ρουμπινιού μπορεί να λειτουργεί αξιόπιστα για χιλιάδες ώρες χωρίς υποβάθμιση της απόδοσης.

Ε10: Είναι η ράβδος ρουμπινιού ανθεκτική σε οπτική ζημιά;
Ναι, αλλά είναι σημαντικό να αποφεύγεται η υπέρβαση του ορίου φθοράς των επιστρώσεων. Η σωστή ευθυγράμμιση και η θερμική ρύθμιση διατηρούν την απόδοση και αποτρέπουν τη δημιουργία ρωγμών.

Προηγούμενος: Πλακέτα LNOI 8 ιντσών (LiNbO3 σε μονωτή) για οπτικούς διαμορφωτές, κυματοδηγούς και ολοκληρωμένα κυκλώματα

Επόμενος: Ράβδος Ruby 100mm: Μέσο ακριβείας λέιζερ για επιστημονικές και βιομηχανικές εφαρμογές