2.Η φυσική δομή της ράβδου λέιζερ ρουμπίνι
Οι ράβδοι λέιζερ ρουμπίνι κατασκευάζονται συνήθως σεκυλινδρικές μορφές, με διαμέτρους που κυμαίνονται από λίγα χιλιοστά έως 10 mm και μήκους μεταξύ 30 και 150 mm ανάλογα με τις απαιτήσεις εφαρμογής.Αυτή η γεωμετρία βελτιστοποιεί την εσωτερική αντανάκλαση του φωτός και το κέρδος μέσα στην κοιλότητα του λέιζερ.
Η συγκέντρωση ντόπινγκΤα ιόντα Cr3+ είναι συνήθως περίπου 0,05%Τα άτομα του χρωμίου εισάγονται κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του κρυστάλλου,Αντικατάσταση ορισμένων ατόμων αλουμινίου στο πλέγμα ζαφείρι για να σχηματιστούν τα κέντρα λέιζερ.
3Αρχή λειτουργίας της ράβδου λέιζερ Ruby
3.1Ενθουσιασμός των ιόντων χρωμίου
Το λάιζερ του ρουμπίνου είναι έναΛάιζερ στερεών στοιχείων με αντλία με φακόΌταν το υψηλής ενέργειας φως από φακό με ξενόν ακτινοβολεί την ρουμπίνια ράβδο, ηΤα ιόντα Cr3+ απορροφούν φωτόνιαΑυτή η διαδικασία διέγερσης αυξάνει τα ηλεκτρόνια σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας.
3.2Μετασταθερή κατάσταση και αντιστροφή του πληθυσμού
Μετά την διέγερση, τα ηλεκτρόνια στα ιόντα Cr3+ πέφτουν σεμετασταθερή κατάστασηΗ καθυστέρηση αυτή επιτρέπει την συσσώρευσηαντιστροφή πληθυσμού∆ιαφορά μεταξύ των ηλεκτρονίων που βρίσκονται στην κατάσταση διέγερσης και των ηλεκτρονίων που βρίσκονται στην κατάσταση βάσης.
3.3 Ενεργειακή ενέργεια και εκπομπή λέιζερ
Όταν ένα φωτόνιο του σωστού μήκους κύματος (694,3 nm, βαθύ κόκκινο) αλληλεπιδρά με ένα διεγερμένο ιόν Cr3 +, προκαλεί την έκδοση ενός δεύτερου φωτόνιο σε τέλεια φάση και κατεύθυνση.συνεκτικό φωςΑυτή η αλυσιδωτή αντίδραση της δημιουργίας φωτονίων είναι αυτό που παράγει την ισχυρή ακτίνα λέιζερ.
3.4Οπτικός συντονιστής και ενίσχυση
Η ράβδος ρουμπίνου τοποθετείται ανάμεσα σε δύο καθρέφτες σχηματίζοντας έναοπτική κοιλότητα συντονισμούΟ ένας καθρέφτης είναι πλήρως ανακλαστικός, ενώ ο άλλος είναι μερικώς μεταδοτικός.έως ότου το συνεκτικό φως βγει ως στενή ακτίνα λέιζερ από τον σύνδεσμο εξόδου.
4.Πρωτοποριακός Ρόλος στην Ιστορία του Λαζάρου
Το ρουμπίνι λέιζερ έκανε ιστορία1960, όταν φυσικόςΘίοντορ ΜέιμανΤο πρώτο όργανο που μετέτρεψε τη θεωρητική έννοια του LASER (Ενίσχυση του φωτός με διεγερμένη εκπομπή ακτινοβολίαςΗ ανακάλυψη αυτή έθεσε τις βάσεις για δεκαετίες οπτικής καινοτομίας και τοποθέτησε το λαζάρι ρουμπίνι ως τοθεμέλιο όλων των τεχνολογιών laser.
5Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των λέιζερ Ruby
5.1 Πλεονεκτήματα
Ι.Απλή Σχεδίαση
Τα λέιζερ Ρούμπι είναι δομικά απλό, καθιστώντας τους προσιτούς για την εκπαίδευση, την κατασκευή πρωτοτύπων και την έρευνα.
ΙΙ.Ανθεκτικό μέσο στερεής κατάστασης
Η συνθετική ράβδος ρουμπίνι είναι μηχανικά ανθεκτική, χημικά σταθερή και λιγότερο ευαίσθητη στις περιβαλλοντικές συνθήκες από τα λέιζερ αερίου ή βαφής.
iii.Εξαιρετική ποιότητα δέσμης
Παράγει μια στενά συνδεδεμένη, συνεκτική κόκκινη ακτίνα με υψηλή χωρική ανάλυση, ιδανική για ολογραφία και ορισμένες ιατρικές εφαρμογές.
iv.Ιστορική σημασία
Τα λέιζερ Ruby αντιπροσωπεύουν ένα τεχνολογικό ορόσημο και παραμένουν σύμβολο της καινοτομίας των λέιζερ.
6Εφαρμογές των λέιζερ Ruby
Παρόλο που ξεπεράστηκαν από τους σύγχρονους τύπους λέιζερ όπως τα λέιζερ Nd:YAG, οι λέιζερ ινών ή οι λέιζερ διόδων, τα λέιζερ ρουμπίνι εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε ειδικές περιοχές όπου το συγκεκριμένο μήκος κύματος και η παλμική τους έξοδος είναι πλεονεκτήματα:
-
Ολογράφηση
Το συνεκτικό, σταθερό κόκκινο φως είναι ιδανικό για την καταγραφή διαταραχών με υψηλή ακρίβεια. -
Ιατρική δερματολογία
Τα λέιζερ Ruby χρησιμοποιήθηκαν γιααφαίρεση τατουάζ,θεραπεία χρωστικής, καιαναζωογόνηση του δέρματοςλόγω των μικρών τους παλμών υψηλής ενέργειας. -
Έρευνα Επιστήμης των Υλικών
Χρησιμοποιείται σε μελέτες που αφορούν την αλληλεπίδραση φωτός-ύλης, την αποσύνθεση που προκαλείται από λέιζερ και τα πειράματα με παλμική θέρμανση. -
Τα πρώτα LIDAR και η εύρεση απόστασης
Οι κόκκινοι παλμοί υψηλής ενέργειας είναι αποτελεσματικοί για τη μέτρηση μεγάλων αποστάσεων και την ανίχνευση επιφανειών με ακρίβεια.
Συμπεράσματα
Ησυνθετική ράβδος λέιζερ ρουμπίνουΧρησιμοποιώντας την ενεργειακή δυναμική του χρωμικού σαφείρου,επέτρεψε την πρώτη επιτυχημένη επίδειξη συνεκτικής φωτεινής ενίσχυσηςΕνώ οι νεότερες τεχνολογίες έχουν πάρει τη θέση τους στις κύριες εφαρμογές, η επιρροή του λαζάρου ρουμπίνου διατηρείται τόσο στην επιστημονική κληρονομιά όσο και σε εξειδικευμένες περιπτώσεις χρήσης.Δεν χρησιμεύει μόνο ως λειτουργικό εργαλείο αλλά και ως σύμβολο της επιστημονικής ευφυΐας και της έναρξης της εποχής του λέιζερ..