2.ルビー レーザー 棒 の 物理 構造

ルービーレーザー棒は,通常,円筒形,直径は数ミリメートルから10ミリメートル,長さは30から150ミリメートルで,アプリケーションの要求に応じて異なります.この幾何学は,レーザー空洞内の内部光反射と利益を最適化します.

ドーピング濃度Cr3+イオンは通常0.05%程度です吸収効率と光放出をバランスさせる注意深く校正されたレベルです.クロム原子は結晶の成長中に導入されます.レーザーセンターを形成するために,サファイア格子内のアルミニウム原子の一部を置き換える.

3ルービーレーザー棒の作業原理

3.1クロムイオンの興奮

ラビレーザーは懐中電灯でポンプされた固体レーザークセノンの懐中電灯の高エネルギー光がルビンの棒を照射すると,Cr3+イオンは光子を吸収するこの興奮過程で電子はより高いエネルギーレベルに上昇します 電子は,より高いエネルギーレベルに上昇します

3.2超安定状態と人口逆転

Cr3+イオンの電子は,興奮後,メタステーブル状態この遅延により,電荷が蓄積され,人口逆転発熱状態は,発熱状態よりも多くの電子が発熱状態を占有する状態である.これは刺激された放出が起こるための前提条件である.

3.3 刺激された放出とレーザー出力

正確な波長 (694.3nm,深赤) の光子が刺激された Cr3+イオンと相互作用すると,完全な相と方向で2番目の光子が放出されます.凝った光この連鎖反応により 強力なレーザービームが生成されます

3.4光学共鳴器と増幅

ルビンの棒は2つの鏡の間に置かれ,光学共鳴孔一つの鏡は完全に反射し,もう一つは部分的に伝播する.光は棒を通って何度も反射し,さらなる放出を刺激する.収束光が出力カップラーから狭いレーザービームとして出るまで.

4.レーザー の 歴史 に 関する 画期 的 な 役割

ルービーレーザーは1960物理学者の場合シアドール・メイマンこの装置は,Hughes Research Laboratoriesで初めて動作を実証した.これは,LAZERの理論的概念を転換した最初の装置でした (刺激された放射放出による光増幅この突破は数十年もの光学革新の基礎を築き,ルビーレーザーをすべてのレーザー技術の基礎.

5ルビーレーザーの利点とデメリット

5.1 利点

i についてシンプル な デザイン
ルビーレーザーは 構造的にシンプルで 教育やプロトタイプや研究に 使えるようにしています

ii) 労働力固体状態の耐久性のある介質
合成ルビン棒は機械的に頑丈で 化学的に安定しており ガスや染料レーザーよりも 環境条件に敏感ではありません

iii) 税金制度について優れた 光線 品質
高空間解像度を持つ緊密に結合した,一貫した赤線を生成します.ホログラムや特定の医療用途に最適です.

iv.歴史 的 な 意義
ルビーレーザーは技術的なマイルストーンであり,レーザーの革新の象徴です.

6ルビーレーザーの応用

Nd:YAG,ファイバー,ダイオードレーザーなどの現代的なレーザータイプに凌駕されているが,ルビーレーザーは,特定の波長とパルス出力が有利であるニッチ領域でまだ使用されています:

• ホログラフィ
  一貫した安定した赤光は 高精度で干渉パターンを記録するのに理想的です

• メディカル皮膚科
  ルビーレーザーはタトゥーの除去,色素化治療そして皮膚の表面を再現する短く高エネルギーパルスがあるからです

• 物質科学研究
  光物質相互作用,レーザー誘導分解,パルス加熱実験などで利用されています

• 初期のLIDAR と 距離測定
  高エネルギーの赤色パルスで 長距離を測定し 表面を正確に検出できます

結論

について合成ルビンのレーザー棒レーザー技術の歴史上 象徴的な要素です クロム付サファイルの エネルギー動態を活用することでコーレントな光増幅の最初の成功実証を可能にしましたより新しい技術が主流の応用に 取って代わられている一方で,ルビンレーザーの影響は 科学遺産と専門的な使用事例の両方で 持続しています.機能的な道具としてだけでなく 科学の創造性と レーザー時代の始まりの象徴でもあります.