115 mm robijnrode staaf: kristal met verlengde lengte voor verbeterde gepulste lasersystemen

Korte beschrijving:

De 115 mm robijnrode staaf is een hoogwaardig laserkristal met verlengde lengte, ontworpen voor gepulste vastestoflasersystemen. De robijnrode staaf is gemaakt van synthetisch robijn – een aluminiumoxidematrix (Al₂O₃) verrijkt met chroomionen (Cr³⁺) – en biedt consistente prestaties, uitstekende thermische geleidbaarheid en betrouwbare emissie bij 694,3 nm. De grotere lengte van de 115 mm robijnrode staaf ten opzichte van standaardmodellen verbetert de versterking, wat zorgt voor een hogere energieopslag per puls en een verbeterde algehele laserefficiëntie.

De robijnrode staaf staat bekend om zijn helderheid, hardheid en spectrale eigenschappen en blijft een gewaardeerd lasermateriaal in de wetenschappelijke, industriële en educatieve sector. De lengte van 115 mm zorgt voor superieure optische absorptie tijdens het pompen, wat resulteert in een helderdere en krachtigere rode laseroutput. Of het nu in geavanceerde laboratoriumopstellingen of OEM-systemen is, de robijnrode staaf bewijst een betrouwbaar lasermedium te zijn voor een gecontroleerde output met hoge intensiteit.

Stuur ons een e-mail

Functies

Gedetailleerd diagram

Overzicht

Fabricage en kristaltechniek

Het maken van een robijnstaaf vereist gecontroleerde monokristalgroei met behulp van de Czochralski-techniek. Bij deze methode wordt een entkristal van saffier ondergedompeld in een gesmolten mengsel van aluminiumoxide en chroomoxide met een hoge zuiverheidsgraad. De bol wordt langzaam getrokken en gedraaid om een onberispelijke, optisch uniforme robijnstaaf te vormen. De robijnstaaf wordt vervolgens verwijderd, gevormd tot een lengte van 115 mm en gesneden tot precieze afmetingen op basis van de vereisten van het optische systeem.

Elke robijnrode staaf ondergaat een minutieuze polijsting op het cilindrische oppervlak en de uiteinden. Deze oppervlakken worden afgewerkt tot laserkwaliteit vlakheid en krijgen doorgaans een diëlektrische coating. Een hoogreflecterende (HR) coating wordt aangebracht op één uiteinde van de robijnrode staaf, terwijl het andere uiteinde wordt behandeld met een gedeeltelijke transmissie-uitgangskoppeling (OC) of antireflectiecoating (AR), afhankelijk van het systeemontwerp. Deze coatings zijn essentieel voor het maximaliseren van de interne fotonreflectie en het minimaliseren van energieverlies.

Chroomionen in de robijnrode staaf absorberen pompend licht, vooral in het blauwgroene deel van het spectrum. Eenmaal geëxciteerd, gaan deze ionen over naar metastabiele energieniveaus. Bij gestimuleerde emissie zendt de robijnrode staaf coherent rood laserlicht uit. De langere geometrie van de 115 mm robijnrode staaf biedt een langere padlengte voor fotonversterking, wat cruciaal is in pulsstapeling- en versterkingssystemen.

Kernapplicaties

Robijnstaven, bekend om hun uitzonderlijke hardheid, thermische geleidbaarheid en optische transparantie, worden veel gebruikt in zeer nauwkeurige industriële en wetenschappelijke toepassingen. Robijnstaven, voornamelijk samengesteld uit monokristallijn aluminiumoxide (Al₂O₃) gedoteerd met een kleine hoeveelheid chroom (Cr³⁺), combineren uitstekende mechanische sterkte met unieke optische eigenschappen, waardoor ze onmisbaar zijn in diverse geavanceerde technologieën.

1.Lasertechnologie

Een van de belangrijkste toepassingen van robijnstaven is in vastestoflasers. Robijnlasers, een van de eerste lasers die ooit zijn ontwikkeld, gebruiken synthetische robijnkristallen als versterkingsmedium. Wanneer ze optisch worden gepompt (meestal met behulp van flitslampen), zenden deze staven coherent rood licht uit met een golflengte van 694,3 nm. Ondanks nieuwere lasermaterialen worden robijnlasers nog steeds gebruikt in toepassingen waar een lange pulsduur en een stabiele output cruciaal zijn, zoals in holografie, dermatologie (voor het verwijderen van tatoeages) en wetenschappelijke experimenten.

2.Optische instrumenten

Vanwege hun uitstekende lichttransmissie en krasbestendigheid worden robijnstaven vaak gebruikt in optische precisie-instrumenten. Hun duurzaamheid garandeert langdurige prestaties onder zware omstandigheden. Deze staven kunnen dienen als componenten in bundelsplitsers, optische isolatoren en zeer nauwkeurige fotonische apparaten.

3.Slijtvaste componenten

In mechanische en metrologische systemen worden robijnstaven gebruikt als slijtvaste elementen. Ze worden vaak gebruikt in horlogelagers, precisiemeters en flowmeters, waar consistente prestaties en maatvastheid vereist zijn. De hoge hardheid van robijn (9 op de schaal van Mohs) zorgt ervoor dat het langdurige wrijving en druk kan weerstaan zonder degradatie.

4.Medische en analytische apparatuur

Robijnstaven worden soms gebruikt in gespecialiseerde medische apparatuur en analytische instrumenten. Hun biocompatibiliteit en inerte aard maken ze geschikt voor contact met gevoelige weefsels of chemicaliën. In laboratoriumopstellingen worden robijnstaven gebruikt in hoogwaardige meetsondes en sensorsystemen.

5.Wetenschappelijk onderzoek

In de natuurkunde en materiaalkunde worden robijnrode staven gebruikt als referentiemateriaal voor het kalibreren van instrumenten, het bestuderen van optische eigenschappen en als drukindicatoren in diamanten aambeeldcellen. Hun fluorescentie onder specifieke omstandigheden helpt onderzoekers bij het analyseren van spannings- en temperatuurverdelingen in verschillende omgevingen.

Concluderend kunnen we stellen dat robijnstaven een essentieel materiaal blijven in industrieën waar precisie, duurzaamheid en optische prestaties van cruciaal belang zijn. Naarmate de materiaalkunde vordert, worden er voortdurend nieuwe toepassingen voor robijnstaven onderzocht, waardoor hun relevantie in toekomstige technologieën wordt gewaarborgd.

Kernspecificatie

Eigendom	Waarde
Chemische formule	Cr³⁺:Al₂O₃
Kristalsysteem	Trigonaal
Eenheidscelafmetingen (hexagonaal)	a = 4,785 Åc = 12,99 Å
röntgendichtheid	3,98 g/cm³
Smeltpunt	2040°C
Thermische uitzetting bij 323 K	Loodrecht op de c-as: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Parallel aan de c-as: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Thermische geleidbaarheid bij 300 K	28 W/m·K
Hardheid	Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Young's modulus	345 GPa
Soortelijke warmte bij 291 K	761 J/kg·K
Thermische stressbestendigheidsparameter (Rₜ)	34 W/cm

Veelgestelde vragen (FAQ)

V1: Waarom zou ik een robijnstaaf van 115 mm kiezen in plaats van een kortere staaf?
Een langere robijnrode staaf biedt meer volume voor energieopslag en een langere interactielengte, wat resulteert in een hogere versterking en betere energieoverdracht.

V2: Is de robijnstaaf geschikt voor Q-switching?
Ja. De robijnrode staaf werkt goed met passieve of actieve Q-switchingsystemen en produceert sterke gepulste signalen bij een juiste uitlijning.

V3: Welk temperatuurbereik kan de robijnstaaf verdragen?
De robijnrode staaf is thermisch stabiel tot enkele honderden graden Celsius. Tijdens het lasergebruik worden echter thermische beheersystemen aanbevolen.

Vraag 4: Welke invloed hebben coatings op de prestaties van robijnstaven?
Hoogwaardige coatings verbeteren de laserefficiëntie door reflectieverlies te minimaliseren. Onjuiste coating kan leiden tot schade of verminderde versterking.

V5: Is de 115mm robijnstaaf zwaarder of kwetsbaarder dan kortere staven?
Hoewel de robijnrode staaf iets zwaarder is, behoudt hij een uitstekende mechanische integriteit. Hij is na diamant de hardste en is goed bestand tegen krassen en thermische schokken.

V6: Welke pompbronnen werken het beste met de robijnrode staaf?
Traditioneel worden xenonflitslampen gebruikt. Modernere systemen kunnen krachtige leds of diode-gepompte groene lasers met dubbele frequentie gebruiken.

V7: Hoe moet de robijnstaaf bewaard en onderhouden worden?
Bewaar de robijnrode staaf in een stofvrije, antistatische omgeving. Raak de gecoate oppervlakken niet rechtstreeks aan en gebruik niet-schurende doeken of lenstissues voor het reinigen.

V8: Kan de robijnrode staaf geïntegreerd worden in moderne resonatorontwerpen?
Absoluut. De robijnrode staaf wordt, ondanks zijn historische wortels, nog steeds veelvuldig gebruikt in optische caviteiten van onderzoekskwaliteit en commerciële toepassingen.

V9: Wat is de levensduur van de 115mm robijnstaaf?
Bij een juiste bediening en onderhoud kan een robijnrode staaf duizenden uren lang betrouwbaar functioneren, zonder dat de prestaties achteruitgaan.

V10: Is de robijnrode staaf bestand tegen optische schade?
Ja, maar het is belangrijk om te voorkomen dat de schadegrens van de coatings wordt overschreden. Een goede uitlijning en thermische regeling behouden de prestaties en voorkomen scheurvorming.

Vorig: 8inch LNOI (LiNbO3 op isolator) wafer voor optische modulatoren, golfgeleiders en geïntegreerde schakelingen

Volgende: 100 mm robijnrode staaf: precisielasermedium voor wetenschappelijke en industriële toepassingen