2.루비 레이저 막대기 의 물리적 구조

루비 레이저 막대기는 일반적으로원통형, 직경이 몇 밀리미터에서 10mm까지, 길이가 응용 요구 사항에 따라 30~150mm입니다.이 기하학은 레이저 구멍 내에서 내부 빛 반사 및 이득을 최적화.

도핑 농도는Cr3+ 이온은 보통 0.05% 정도입니다., 흡수 효율과 빛 방출을 균형 잡는 신중하게 캘리브레이드 된 수준. 크롬 원자는 결정 성장 중에 도입됩니다.레이저 센터를 형성하기 위해 사파이어 격자에서 알루미늄 원자를 교체합니다..

3루비 레이저 막대기의 작동 원리

3.1크롬 이온의 흥분

루비 레이저는플래시 램프로 펌프 된 고체 레이저크세논 손전등에서 나오는 고에너지 빛이 루비 막대기를 비추면,Cr3+ 이온은 광자를 흡수합니다.특히 가시 스펙트럼의 녹색과 파란색 영역에서 이 흥분 과정은 전자를 더 높은 에너지 수준으로 끌어올립니다.

3.2초안정 상태와 인구 반전

흥분 후, Cr3+ 이온의 전자는초안정 상태이 지연은 에너지 손실 없이 마이크로초 동안 머물 수 있습니다.인구 반전이 상태는 자극된 방출이 일어나기 위한 전제 조건이다.

3.3 자극된 방출 및 레이저 출력

올바른 파장 (694.3 nm, 깊은 빨간색) 의 광자가 흥분된 Cr3+ 이온과 상호 작용하면 완벽한 단계와 방향으로 두 번째 광자가 방출됩니다.일관된 빛이 광자 생성 연쇄 반응이 강력한 레이저 빔을 생성합니다.

3.4광적 rezonator 및 증폭

루비 막대기는 두 개의 거울 사이에 배치되어레조넌트 광학 구멍하나의 거울은 완전히 반사되고 다른 하나는 부분적으로 전달됩니다. 빛은 막대기를 통해 여러 번 반사되어 추가 방출을 자극합니다.일관된 빛이 출력 결합기에서 좁은 레이저 빔으로 나올 때까지.

4.레이저 역사 의 개척적 인 역할

루비 레이저는1960, 물리학자테오도르 메이먼이 장비는 레이저의 이론적 개념을 전환하는 최초의 장치였습니다 (자극된 방사선 방출에 의한 빛 증폭이 돌파구는 수십 년의 광학 혁신의 기초를 마련하고 루비 레이저를모든 레이저 기술의 기초.

5루비 레이저의 장단점

5.1 장점

i.단순 한 디자인
루비 레이저는 구조적으로 간단해서 교육, 프로토타입 제작, 연구용으로 사용할 수 있습니다.

ii.내구성 있는 고체 매개체
합성 루비 막대기는 기계적으로 견고하고 화학적으로 안정적이며 가스 또는 염료 레이저보다 환경 조건에 덜 민감합니다.

iii.탁월 한 빔 품질
고 공간 해상도와 함께 단단히 결합 된 일관성있는 빨간색 빔을 생성합니다. 홀로그래피와 특정 의료 응용 분야에 이상적입니다.

iv.역사적 중요성
루비 레이저는 기술적인 한 획을 그었고 레이저 혁신의 상징으로 남아 있습니다.

6루비 레이저의 응용

Nd: YAG, 섬유 또는 다이오드 레이저와 같은 현대 레이저 유형에 의해 초월되었지만, 루비 레이저는 여전히 특정 파장과 펄스 출력이 유리한 틈새 분야에서 사용됩니다.

• 홀로그래피
  일관성 있고 안정적인 적색 빛은 높은 정확도로 간섭 패턴을 기록하는 데 이상적입니다.

• 의학적 피부과
  루비 레이저는문신 제거,색소 치료, 그리고피부 표면 재구성짧은, 고에너지 펄스로 인해

• 물질 과학 연구
  빛-물질 상호 작용, 레이저로 인한 붕괴, 펄스 난방 실험에 사용되는 연구

• 초기 LIDAR 및 원격 측정
  고에너지 적색 파동은 먼 거리를 측정하고 표면을 정확하게 감지하는 데 효과적입니다.

결론

의합성 루비 레이저 막대레이저 기술의 역사에서 상징적인 요소로 남아 있습니다.이것은 일관된 빛 증폭의 첫 번째 성공적인 시범을 가능하게 했습니다.새로운 기술이 주류 응용 분야에 자리를 잡았지만, 루비 레이저의 영향력은 과학 유산과 전문 사용 사례 모두에서 계속됩니다.그것은 기능적인 도구일 뿐만 아니라 과학적인 독창성과 레이저 시대의 시작을 상징합니다..