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Las barras láser de rubí personalizadas Al2O3:Cr3+ Diámetro 2 mm / 4 mm longitud 10 mm / 20 mm
Datos del producto:
| Lugar de origen: | China. |
| Nombre de la marca: | ZMSH |
Pago y Envío Términos:
| Cantidad de orden mínima: | 5 |
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Información detallada |
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| Composición material: | Al2O3 dopado con 0,05% Cr2O3 | Estructura de cristal: | Trigonal (α-Al2O3) |
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| Propiedades térmicas: | Conductividad térmica: 40 W/m·K | Propiedades mecánicas: | Dureza de Mohs: 9 |
| Resaltar: | Rodas láser de rubí de 2 mm,Rodas láser rubí personalizadas,Rodas láser rubí de 4 mm |
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Descripción de producto
Las barras láser de rubí personalizadas (Al2O3:Cr3+) Diámetro 2 mm/4 mm longitud 10 mm/20 mm
Resumen de la varilla láser rubí
La varilla láser rubí fue el primer medio de ganancia láser realizado con éxito en la historia humana, demostrado por primera vez por Theodore Maiman en 1960.Su componente principal es un α-alumina (Al2O3) monocristalino dopado con aproximadamente 00,05% de iones de cromo trivalentes (Cr3+), que presentan un color rojo oscuro característico.donde se forma una estructura especial de nivel de energía a través de efectos de campo cristalino.
El láser rubí funciona basándose en un principio típico de tres niveles:
- Nivel de energía del estado fundamental 4A2: estado inicial de los iones de cromo
- amplias bandas de absorción 4F1 y 4F2: corresponde a la absorción de luz verde (550 nm) y violeta (400 nm)
- Nivel de energía metastable 2E: incluye dos niveles E (694,3 nm) y 2Ā (692,9 nm) muy separados
Tras un fuerte bombeo óptico, los iones Cr3+ se excitan desde el estado fundamental a las bandas 4F1/4F2 y se relajan rápidamente no radiativamente hasta el estado metastable 2E.Debido a la vida útil relativamente larga (~ 3 ms) del nivel 2E, se puede lograr la inversión de la población, produciendo finalmente una salida de láser rojo de 694,3 nm a través de la emisión estimulada.
La tabla de atributos deLas barras láser rubí
| Propiedad | Especificación | Unidad/Notas |
| Composición del material | Al2O3 dopado con 0,05% Cr2O3 | Porcentaje de peso |
| Estructura de cristal | Trigonal (α-Al2O3) | Grupo espacial R3c |
| Largura de onda del láser | 694.3 nm (línea R1) | Línea de emisión primaria |
| 692.9 nm (línea R2) | Línea secundaria (baja temperatura) | |
| Las dimensiones físicas | Diámetro: 2 a 10 mm | Personalizable (2 mm / 4 mm mostrados) |
| Duración: 10-200 mm | Se muestra el estándar (10 mm/20 mm) | |
| Propiedades ópticas | Índice de refracción: 1.763 694 nm | Rayo ordinario (no) |
| Coeficiente de absorción: 0,4-1,2 cm−1 | Depende de la concentración de Cr3+ | |
| Propiedades térmicas | Conductividad térmica: 40 W/m·K | 300 mil. |
| Expansión térmica: 5×10−6/K (¿Qué quieres decir?el eje c) | Anisotrópico | |
| Propiedades mecánicas | Dureza de Mohs: 9 | Solo el diamante lo ocupa |
| Densidad: 3,98 g/cm3 | ||
| Rendimiento del láser | Duración de la fluorescencia: 3 ms | 300 mil. |
| Sección transversal de las emisiones: 2,5×10−20 cm2 | Para la línea R1 | |
| Coeficiente de la lente térmica: 3 × 10−6 K−1 | Importante para el funcionamiento de alta potencia | |
| Calidad de la superficie | La superficie de la superficie de la superficie de la superficie de la superficie de la superficie de la superficie de la superficie de la superficie | Polvo de calidad láser |
| El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero se calculará en función de las emisiones de gases de efecto invernadero. | Con acabado super pulido | |
| Opciones de recubrimiento | Revestimiento AR 694nm: R<0,2% | Especificación típica |
| Revestimiento HR 694nm: R> 99,8% | Para espejos de cavidad láser | |
| Umbral de daños | > 500 MW/cm2 | Para pulsos de 10 ns |
Características estructurales de la varilla láser rubí
1Crecimiento de cristal y procesamiento altoLas barras láser de rubí de calidad se cultivan típicamente utilizando el método de fusión por llama (proceso de Verneuil).se pueden obtener cristales individuales con una excelente uniformidad ópticaLos requisitos para el procesamiento de cristales incluyen: - el diámetro de las varillas, normalmente entre 3 y 10 mm,longitud de 50 ‰ 200 mm - Paralelas de la cara final mejor de 10 segundos de arco - acabado de la superficie que alcanza el nivel de calidad λ/10 - generalmente cortado en el ángulo de Brewster o recubierto con películas antirreflejo
2Propiedades ópticas y térmicas
- Índice de refracción: 1,76 a 694,3 nm
- Conductividad térmica: aproximadamente 40 W/mK
- Coeficiente de expansión térmica: 5 × 10−6 K−1 (paralelo al eje c)
- Dureza de Mohs: 9, sólo superada por el diamante
- Umbral de daño: > 500 MW/cm2 (10 pulsos ns)
3Características de doping La concentración de iones de cromo afecta directamente el rendimiento del láser:
- Concentración óptima de dopaje: 0,03% 0,07% (en peso)
- Las concentraciones más altas causan apagamiento de la fluorescencia y exacerban los efectos térmicos.
- Los iones de cromo sustituyen los sitios Al3+ del cristal, ocupando la coordinación octaédrica
Características de funcionamiento de la varilla láser rubí
1. Características de producción
- longitud de onda: principalmente la línea R1 (694,3 nm) a temperatura ambiente; a baja temperatura (77 K), la línea R2 (692,9 nm) también puede oscilar
- ancho de línea: 0,53 nm (fluorescencia), reducido a 0,001 nm (modo longitudinal único)
- Energía de pulso típica: 0.110 J (Q-commutado)
- Potencia máxima: hasta varios cientos de megavatios (en modo bloqueado)
- Ángulo de divergencia: 0,5-5 mrad (dependiendo del diseño del resonador)
2Los láseres Ruby muestran una dependencia significativa de la temperatura:
- Coeficiente de temperatura de la longitud de onda: 0,065 Å/K
- La eficiencia disminuye con el aumento de la temperatura (debido a cambios en la división del nivel de energía)
- La lente térmica y la birefringencia inducida por tensión deben considerarse a altas temperaturas de funcionamiento
3Características de polarización Los láseres rubí emiten luz polarizada linealmente debido a:
- Características de emisión anisotrópica de los iones Cr3+
- Mayor ganancia para la polarización del eje Ec en comparación con el eje Ec - La relación de polarización puede superar los 100:1
Áreas de aplicación de la varilla láser rubí
1Investigación científica
- Estudios de plasma láser: utilizados en experimentos de fusión en confinamiento inercial
- Óptica no lineal: fuente de bomba para los OPO y los láseres Raman
- Espectroscopia: espectroscopia de absorción y fluorescencia de alta resolución
- Detección atmosférica: sistemas de radar láser (LIDAR)
2Procesamiento industrial
- Perforación de precisión: rodamientos de piedra preciosa para relojes, boquillas de inyección de combustible
- Marcado de materiales: marcado de materiales especiales como cerámica y zafiros
- Soldadura y corte: transformación de materiales de metales finos
3Aplicaciones médicas
- Dermatología: tratamiento de las lesiones pigmentadas y eliminación de tatuajes
- Oftalmología: irisectomía (reemplazado gradualmente por otros láseres)
- Odontología: tratamiento de tejidos duros
4Militar y Aeroespacial
- Detección de alcance y designación de objetivos: primeros telémetros láser militares
- Guía láser: iluminación y designación del objetivo
- Comunicación espacial: enlaces láser experimentales entre satélites
Ventajas y limitaciones de la varilla láser rubí
Ventajas principales:
- Energía de pulso alto: fuerte almacenamiento de energía, adecuado para la salida de pulso de alta energía
- Excelente calidad óptica: pocos defectos en el cristal, alta calidad del haz
- Estabilidad mecánica: alta dureza, fuerte resistencia a los impactos ambientales
- Larga vida útil: no hay problemas de envejecimiento, larga vida útil
- Salida polarizada: simplifica el diseño del sistema óptico
Las principales limitaciones:
- Baja eficiencia debido al sistema de tres niveles: umbral alto, eficiencia típica de sólo 0,1%
- Efectos térmicos significativos: inadecuado para operaciones de alta frecuencia de repetición (generalmente < 1 Hz)
- Longitud de onda fija: difícil de ajustar
- Requiere un fuerte bombeo óptico: generalmente bombeado con flash
- Mayor coste: el cultivo de cristales de alta calidad es un reto
Desarrollo tecnológico de la varilla láser rubí
1Mejoras en la tecnología de refrigeración - Refrigeración conductiva: uso de disipadores de calor de cobre con alta conductividad térmica - Refrigeración con líquido:Circulación de agua desionizada o líquidos fluorados - Operación a baja temperatura: la eficiencia mejora en 3×5 veces a 77 K
2Innovaciones en el método de bombeo - Bombeo solar: aplicaciones espaciales tempranas - Bombeo con diodo láser: mejora la eficiencia y reduce la carga térmica - Bombeo lateral:mejora la uniformidad de la distribución de energía
3- Nuevos diseños estructurales - estructuras de losas: reducir los efectos de lente térmica - Tandem de varillas múltiples: aumentar la energía total de salida - Miniaturización: para escenarios de aplicación especiales
Pregunta y respuesta
- ¿ Qué?¿Cuál es la longitud de onda láser primaria de una varilla láser rubí, y por qué emite luz roja?
A: ¿Qué quieres decir?El láser rubí emite a 694,3 nm (línea R1) debido a las transiciones de iones Cr3+ en el cristal Al2O3.El color rojo proviene de la transición electrónica entre el estado excitado 2E y el estado base 4A2 de Cr3 +A bajas temperaturas (~ 77 K), una línea secundaria a 692,9 nm (línea R2) también puede ser láser.
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