 |
Op maat gemaakte ruby-laserstaven Al2O3:Cr3+ Diameter 2 mm/4 mm Lengte 10 mm/20 mm
Productdetails:
| Plaats van herkomst: | China |
| Merknaam: | ZMSH |
Betalen & Verzenden Algemene voorwaarden:
| Min. bestelaantal: | 5 |
|---|
|
Gedetailleerde informatie |
|||
| Materiële Samenstelling: | Al2O3 gemengd met 0,05% Cr2O3 | Kristallenstructuur: | Trigonaal (α-Al2O3) |
|---|---|---|---|
| Thermische eigenschappen: | Thermische geleidbaarheid: 40 W/m·K | Mechanische Eigenschappen: | Mohs-hardheid: 9 |
| Markeren: | 2 mm ruby laserstaven,Op maat gemaakte ruby-laserstaven,4 mm ruby laserstaven |
||
Productomschrijving
Op maat gemaakte rubylaserstaven (Al2O3:Cr3+) Diameter 2 mm/4 mm Lengte 10 mm/20 mm
Samenvatting van de ruby-laserstaaf
De rubyn laserstaaf was het eerste succesvol gerealiseerde laservergrotingsmedium in de menselijke geschiedenis, voor het eerst gedemonstreerd door Theodore Maiman in 1960.De kerncomponent is een α-alumina (Al2O3) enkelkristal met ongeveer.05% trivalente chroom ionen (Cr3+), met een karakteristieke dieprode kleur.waarbij een speciale energieniveau structuur wordt gevormd door kristalveld effecten.
De rubynlaser werkt op basis van een typisch systeem van drie niveaus:
- Energieniveau 4A2 in de grondtoestand: begintoestand van chroom ionen
- Brede absorptiebanden 4F1 en 4F2: overeenkomen met groene (550 nm) en violette (400 nm) lichtabsorptie
- metastabiele energieniveau 2E: omvat twee dicht uit elkaar gelegen niveaus E (694,3 nm) en 2Ā (692,9 nm)
Bij sterke optische pompen worden Cr3+-ionen opgewonden van de grondtoestand naar de 4F1/4F2-banden en ontspannen ze snel niet-stralend naar de 2E-metastabiele toestand.Vanwege de relatief lange levensduur (~ 3 ms) van het 2E-niveau, kan de populatie-inversies worden bereikt, waardoor uiteindelijk 694,3 nm rode laseruitgang via gestimuleerde emissie wordt geproduceerd.
De attribuuttabel vanRubijn laserstangen
| Vastgoed | Specificatie | Eenheid/Noten |
| Materiële samenstelling | Al2O3 gemengd met 0,05% Cr2O3 | Gewichtspercentage |
| Kristallenstructuur | Trigonaal (α-Al2O3) | Ruimtegroep R3c |
| Lasergolflengte | 694.3 nm (lijn R1) | Primaire emissielijn |
| 692.9 nm (lijn R2) | Secundaire lijn (lage temperatuur) | |
| Fysieke afmetingen | Diameter: 2-10 mm | Aanpasbaar (2mm/4mm getoond) |
| Lengte: 10-200 mm | Standaard (10 mm/20 mm getoond) | |
| Optische eigenschappen | Brekingsindex: 1.763 694 nm | Gewone straal (geen) |
| Absorptiecoëfficiënt: 0,4-1,2 cm−1 | Afhankelijk van de Cr3+ concentratie | |
| Thermische eigenschappen | Thermische geleidbaarheid: 40 W/m·K | 300 duizend. |
| Thermische expansie: 5×10−6/K (∥c-as) | Anisotrope | |
| Mechanische eigenschappen | Mohs-hardheid: 9 | De tweede na diamant |
| Dichtheid: 3,98 g/cm3 | ||
| Laserprestaties | Fluorescentietijd: 3 ms | 300 duizend. |
| Emissiekant: 2,5 × 10−20 cm2 | Voor lijn R1 | |
| Thermische lenscoëfficiënt: 3×10−6 K−1 | Belangrijk voor het gebruik met een hoog vermogen | |
| Oppervlakte kwaliteit | Vlakheid: λ/10 633 nm | met een gewicht van niet meer dan 50 kg |
| Oppervlakkrapheid: < 5 Å RMS | Supergepolijste afwerking | |
| Opties voor coating | AR-coating 694 nm: R<0,2% | Typische specificatie |
| HR-coating 694nm: R>99,8% | voor laserholte spiegels | |
| Schadedrempel | > 500 MW/cm2 | Voor 10ns pulsen |
Structurele kenmerken van de rubylaserstaaf
1. Kristalgroei en verwerking hoog-kwaliteit ruby laserstaven worden meestal geteeld met behulp van de vlam fusie methode (Verneuil proces).enkelvoudige kristallen met uitstekende optische uniformiteit kunnen worden verkregenDe vereisten voor de kristalverwerking omvatten: - staafdiameter meestal tussen 3 en 10 mm,lengte van 50 ‰ 200 mm - parallelisme aan het eind van het oppervlak beter dan 10 boogseconden - oppervlakteafwerking die λ/10 kwaliteitsniveau bereikt - meestal gesneden in Brewster's hoek of bekleed met antireflectiefilms
2.Optische en thermische eigenschappen
- Brekingsindex: 1,76 bij 694,3 nm
- Thermische geleidbaarheid: ongeveer 40 W/mK
- Koëfficiënt van thermische uitbreiding: 5 × 10−6 K−1 (parallel aan de c-as)
- Mohs-hardheid: 9, alleen na diamant.
- Schadegrens: > 500 MW/cm2 (10 ns pulsen)
3. Doping Kenmerken Chromiumionconcentratie beïnvloedt rechtstreeks de prestaties van de laser:
- Optimale dopingconcentratie: 0,03% ∼ 0,07% (in gewicht)
- Hogere concentraties veroorzaken fluorescentieverdoofing en verergeren thermische effecten
- Chroom-ionen vervangen de Al3+-locaties in het kristal en nemen de octaëder-coördinatie in
Bedrijfskenmerken van de ruby-laserstaaf
1Outputkenmerken
- golflengte: voornamelijk R1 lijn (694,3 nm) bij kamertemperatuur; bij lage temperatuur (77 K) kan R2 lijn (692,9 nm) ook oscilleren
- Lijnbreedte: 0,53 nm (fluorescentie), vernauwing tot 0,001 nm (enkel longitudinale modus)
- Typische pulsenergie: 0,110 J (Q-geschakeld)
- Piekvermogen: tot enkele honderden megawatt (modegesloten)
- Divergentiehoek: 0,5-5 mrad (afhankelijk van het ontwerp van de resonator)
2. Temperatuur effecten Ruby lasers vertonen een aanzienlijke temperatuur afhankelijkheid:
- Temperatuurcoëfficiënt golflengte: 0,065 Å/K
- Efficiëntie daalt met temperatuurstijging (door veranderingen in de splitsing van het energieniveau)
- thermische lensvorming en spanningsgeïnduceerde birefringentie moeten worden overwogen bij hoge werktemperaturen
3. Polarisatie Kenmerken Rubylezers geven van nature lineair gepolariseerd licht af vanwege:
- Anisotrope emissie kenmerken van Cr3+ ionen
- Een hogere polarisatiewinst voor de Ecas ten opzichte van de Ecas - de polarisatieverhouding kan hoger zijn dan 1001
Toepassingsgebieden van de rubylaserstaaf
1Wetenschappelijk onderzoek
- Laserplasmaonderzoeken: gebruikt bij experimenten op het gebied van fusie in traagheidsconcentratie
- Niet-lineaire optica: pompbron voor OPO's en Ramanlasers
- Spectroscopie: absorptie- en fluorescentie-spectroscopie met hoge resolutie
- Atmosferische detectie: lasersystemen (LIDAR)
2Industriële verwerking
- Precisiebooringen: lagers van edelstenen voor horloges, sproeiers voor brandstofinspuiters
- Materiaalmarkering: markering van speciale materialen zoals keramiek en saffieren
- Lassen en snijden: verwerking van dunmetalen
3. Medische toepassingen
- Dermatologie: behandeling van gepigmenteerde laesies en tatoeageverwijdering
- Ophthalmologie: irisectomie ( geleidelijk vervangen door andere lasers)
- Tandheelkunde: behandeling van hardweefsel
4Militair en ruimtevaart
- Afstandsbepaling en doelbepaling: vroege militaire laserafstandsmeters
- Laserleiding: doelverlichting en -aanduiding
- Ruimtecommunicatie: experimentele laserverbindingen tussen satellieten
Voordelen en beperkingen van rubylaserstaaf
Belangrijkste voordelen:
- Hoge pulsenergie: krachtige energieopslag, geschikt voor een hoge-energie-impulsaanvoer
- Uitstekende optische kwaliteit: weinig kristalfouten, hoge lichtkwaliteit
- Mechanische stabiliteit: hoge hardheid, sterke weerstand tegen milieueffecten
- Lange levensduur: geen verouderingsproblemen, lange levensduur
- Gepolariseerde uitgang: vereenvoudigt het optisch systeemontwerp
Belangrijkste beperkingen:
- lage efficiëntie als gevolg van het drie-niveausysteem: hoge drempel, typische efficiëntie slechts 0,1%
- Significante thermische effecten: ongeschikt voor gebruik met een hoge herhalingsfrequentie (meestal < 1 Hz)
- Vaste golflengte: moeilijk af te stemmen
- vereist een sterke optische pomp: meestal gepompt met flitslampen
- Hogere kosten: het is een uitdaging om hoogwaardige kristallen te kweken
Technologische ontwikkelingen van de rubylaserstaaf
1Verbetering van de koelingstechnologie - geleidende koeling: gebruik van koperwarmteafvoeringen met een hoge warmtegeleidbaarheid - vloeistofkoeling:circulatie van gedeïoniseerd water of gefluoreerde vloeistoffen - lage temperatuur: het rendement verbetert met 3 ̊5 keer bij 77 K
2- Vernieuwingen in de pompmethode - Zonnepomping: vroege toepassingsschema's in de ruimte - Laserdiodenpomping: efficiëntieverbetering en vermindering van de thermische belasting - Zijdelingspomping:Verbetert de gelijkheid van de energieverdeling
3Nieuwe structuurontwerpen - Slabstructuren: vermindering van thermische lensing effecten - Meerdere staaf tandem: verhoging van de totale uitgangsenergie - Miniaturisatie: voor speciale toepassingsscenario's
V&A
V:Wat is de primaire lasergolflengte van een rubylaserstaaf, en waarom zendt hij rood licht uit?
A:De rubynlaser zendt op 694,3 nm (lijn R1) uit als gevolg van Cr3+-ionovergangen in het Al2O3-kristal.De rode kleur komt van de elektronische overgang tussen de 2E geexciteerde toestand en de 4A2 basistoestand van Cr3+Bij lage temperaturen (~ 77 K) kan ook een secundaire lijn op 692,9 nm (lijn R2) licht geven.
Andere aanverwante producten
Ruby Rod Laser Technology Medische instrumenten gemaakt van synthetische saffier Dia 1 × 7 cm