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Rôles laser rubis personnalisés Al2O3:Cr3+ Diamètre 2 mm/4 mm Longueur 10 mm/20 mm
Détails sur le produit:
| Lieu d'origine: | Chine |
| Nom de marque: | ZMSH |
Conditions de paiement et expédition:
| Quantité de commande min: | 5 |
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Détail Infomation |
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| Composition matérielle: | Al2O3 dopé à 0,05% de Cr2O3 | Structure cristalline: | Trigonale (α-Al2O3) |
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| Propriétés thermiques: | Conductivité thermique: 40 W/m·K | Propriétés mécaniques: | Dureté de Mohs: 9 |
| Mettre en évidence: | Rôles laser rubis de 2 mm,Barres laser rubis personnalisées,Rôles laser rubis de 4 mm |
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Description de produit
Barres laser rubis personnalisées (Al2O3:Cr3+) Diamètre 2 mm/4 mm Longueur 10 mm/20 mm
Résumé de la tige laser Ruby
La tige laser rubis a été le premier support de gain laser réalisé avec succès dans l'histoire de l'humanité, démontré pour la première fois par Theodore Maiman en 1960.Son composant principal est un α-alumine (Al2O3) monocristallin dopé d'environ0,05% d'ions trivalents de chrome (Cr3+), présentant une couleur rouge foncé caractéristique.où une structure de niveau d'énergie spéciale est formée par des effets de champ cristallin.
Le laser rubis fonctionne selon un principe de système typique à trois niveaux:
- Niveau d'énergie de l'état de base 4A2: état initial des ions chrome
- Larges bandes d'absorption 4F1 et 4F2: correspondent à l'absorption de la lumière verte (550 nm) et violette (400 nm)
- Niveau d'énergie métastable 2E: comprend deux niveaux étroitement séparés E (694,3 nm) et 2Ā (692,9 nm)
Lors d'un puissant pompage optique, les ions Cr3+ sont excités de l'état de base aux bandes 4F1/4F2 et se détendent rapidement de manière non radiative à l'état métastable 2E.En raison de la durée de vie relativement longue (~ 3 ms) du niveau 2E, l'inversion de la population peut être réalisée, produisant finalement une sortie laser rouge de 694,3 nm par émission stimulée.
Le tableau des attributs deRôles laser rubis
| Les biens immobiliers | Spécification | Unité/Notes |
| Composition du matériau | Al2O3 dopé à 0,05% de Cr2O3 | Pourcentage en poids |
| Structure cristalline | Trigonale (α-Al2O3) | Groupe spatial R3c |
| Longueur d'onde du laser | 694.3 nm (ligne R1) | Ligne d'émission primaire |
| 692.9 nm (ligne R2) | Ligne secondaire (basse température) | |
| Les dimensions physiques | Diamètre: 2 à 10 mm | Personnalisable (2 mm/4 mm sont montrés) |
| Longueur: 10 à 200 mm | Standard (10 mm/20 mm représenté) | |
| Propriétés optiques | Indice de réfraction: 1,763 694 nm | Rayon ordinaire (non) |
| Coefficient d'absorption: 0,4-1,2 cm−1 | Dépend de la concentration de Cr3+ | |
| Propriétés thermiques | Conductivité thermique: 40 W/m·K | 300 mille. |
| Expansion thermique: 5×10−6/K (Je ne sais pas.pour les véhicules à moteur électrique | Anisotrope | |
| Propriétés mécaniques | Dureté de Mohs: 9 | Seconde après le diamant |
| Densité: 3,98 g/cm3 | ||
| Performance au laser | Durée de la fluorescence: 3 ms | 300 mille. |
| Section transversale des émissions: 2,5 × 10−20 cm2 | Pour la ligne R1 | |
| Coefficient de lentille thermique: 3×10−6 K−1 | Importance pour le fonctionnement à haute puissance | |
| Qualité de la surface | Légèreté: λ/10 633 nm | Polissage au laser |
| Roughness de surface: < 5 Å RMS | Finition superpolée | |
| Options de revêtement | Le revêtement AR 694 nm: R<0,2% | Spécification typique |
| Le revêtement HR 694nm: R> 99,8% | Pour les miroirs à cavité laser | |
| Seuil de dommages | > 500 MW/cm2 | Pour les impulsions de 10 ns |
Caractéristiques structurelles de la tige laser rubis
1Croissance et traitement de cristal élevés- les tiges laser de rubis de qualité sont généralement cultivées à l'aide de la méthode de fusion à la flamme (processus de Verneuil).des cristaux simples avec une excellente uniformité optique peuvent être obtenus- le diamètre de la tige est généralement compris entre 3 et 10 mm,longueur comprise entre 50 et 200 mm - Parallélisme de la face finale supérieur à 10 secondes d'arc - Finition de surface atteignant le niveau de qualité λ/10 - Généralement coupé à l'angle de Brewster ou recouvert de films antireflet
2Propriétés optiques et thermiques
- Indice de réfraction: 1,76 à 694,3 nm
- Conductivité thermique: environ 40 W/mK
- Coefficient de dilatation thermique: 5 × 10−6 K−1 (parallèle à l'axe c)
- Dureté de Mohs: 9, juste derrière le diamant.
- seuil de dommages: > 500 MW/cm2 (10 ns d'impulsions)
3Caractéristiques du dopage La concentration en ions chrome affecte directement les performances du laser:
- Concentration optimale de dopage: 0,03% ∼ 0,07% en poids
- Des concentrations plus élevées provoquent une atténuation de la fluorescence et exacerbent les effets thermiques.
- Les ions chrome remplacent les sites Al3+ dans le cristal, occupant une coordination octaédrique
Caractéristiques de fonctionnement de la tige laser rubis
1. Caractéristiques de sortie
- Longueur d'onde: principalement la ligne R1 (694,3 nm) à température ambiante; à basse température (77 K), la ligne R2 (692,9 nm) peut également osciller
- Largeur de ligne: 0,53 nm (fluorescence), rétrécissement à 0,001 nm (mode longitudinal unique)
- énergie d'impulsion typique: 0,1 ‰ 10 J (Q-commuté)
- Puissance maximale: jusqu'à plusieurs centaines de mégawatts (en mode verrouillé)
- angle de divergence: 0,5 à 5 mrad (selon la conception du résonateur)
2Effets de température Les lasers Ruby présentent une dépendance significative à la température:
- Coefficient de température de longueur d'onde: 0,065 Å/K
- L'efficacité diminue avec l'augmentation de la température (en raison de changements dans la scission du niveau d'énergie)
- La lentille thermique et la birefringence induite par le stress doivent être prises en considération à des températures de fonctionnement élevées
3Caractéristiques de polarisation Les lasers Ruby émettent naturellement de la lumière polarisée linéairement en raison de:
- Caractéristiques d'émission anisotrope des ions Cr3+
- Gain plus élevé pour la polarisation de l'axe Ec par rapport à l'axe Ec - Le rapport de polarisation peut dépasser 100:1
Champs d'application de la tige laser rubis
1. Recherche scientifique
- Études au plasma laser: utilisées dans les expériences de fusion en confinement inertiel
- Optique non linéaire: source de pompe pour les OPO et les lasers Raman
- Spéctroscopie: absorption à haute résolution et spectroscopie par fluorescence
- Détection atmosphérique: systèmes de radar laser (LIDAR)
2. Traitement industriel
- Forage de précision: roulements en pierre précieuse pour montres, buses d'injection de carburant
- Marquage des matériaux: marquage des matériaux spéciaux tels que la céramique et les saphirs
- Soudage et découpe: transformation de métaux minces
3Applications médicales
- Dermatologie: traitement des lésions pigmentées et élimination des tatouages
- Ophtalmologie: iriséctomie (graduellement remplacée par d' autres lasers)
- dentisterie: traitement des tissus durs
4Military et aérospatiale
- Détection de portée et désignation de cibles: premiers télémètres laser militaires
- Guidance laser: éclairage et désignation de la cible
- Communication spatiale: liaisons laser expérimentales entre satellites
Avantages et limites du rubis laser
Principaux avantages:
- Énergie à impulsions élevées: stockage d'énergie puissant, adapté à la sortie d'impulsions à haute énergie
- Excellente qualité optique: peu de défauts cristallins, haute qualité du faisceau
- Stabilité mécanique: dureté élevée, forte résistance aux chocs environnementaux
- Longue durée de vie: aucun problème de vieillissement, longue durée de vie
- Sortie polarisée: simplifie la conception du système optique
Principales limites:
- Faible rendement dû au système à trois niveaux: seuil élevé, rendement typique de seulement 0,1%
- Effets thermiques significatifs: impropres au fonctionnement à fréquence de répétition élevée (généralement < 1 Hz)
- Longueur d'onde fixe: difficile à régler
- nécessite une forte pompage optique: généralement pompée par lampes flash
- Coût plus élevé: la culture de cristaux de haute qualité est un défi
Développement technologique de la tige laser rubis
1Améliorations de la technologie de refroidissement - Refroidissement conducteur: utilisation de dissipateurs de chaleur en cuivre à haute conductivité thermique - Refroidissement par liquide:circulation d'eau désionisée ou de liquides fluorés - Opération à basse température: l'efficacité s'améliore de 3 à 5 fois à 77 K
2- Pompage solaire: premières applications dans l'espace - Pompage à diode laser: améliore l'efficacité et réduit la charge thermique - Pompage latéral:améliore l'uniformité de la distribution de l'énergie
3. Nouvelles conceptions structurelles - Structures de dalles: réduire les effets de lentille thermique - Tandem à tiges multiples: augmenter l'énergie totale de sortie - Miniaturisation: pour des scénarios d'application spéciaux
Questions et réponses
- Je ne sais pas.Quelle est la longueur d'onde laser principale d'une tige laser rubis, et pourquoi émet-elle de la lumière rouge?
A: Je suis désolé.Le laser rubis émet à 694,3 nm (ligne R1) en raison des transitions ioniques Cr3+ dans le cristal Al2O3.La couleur rouge provient de la transition électronique entre l'état excité 2E et l'état de base 4A2 de Cr3+À basse température (~ 77 K), une ligne secondaire à 692,9 nm (ligne R2) peut également être éclairée.
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