100 mm-es rubinrúd: Precíziós lézerközeg tudományos és ipari alkalmazásokhoz

Rövid leírás:

A 100 mm-es rubinrúd egy széles körben használt szilárdtest lézererősítő közeg, amelyet élénkvörös emissziós hullámhossz jellemez 694,3 nm-en. Szintetikus korundból (Al₂O₃) készült, krómionokkal (Cr³⁺) adalékolt, ez a rubinrúd kiváló hő- és optikai stabilitást kínál, így ideális különféle alacsony és közepes energiájú lézerrendszerekhez. 100 mm-es hosszával a rubinrúd egyensúlyt teremt az energiatároló kapacitás és a kompakt kialakítás között, lehetővé téve a rugalmas integrációt oktatási, tudományos és egyes ipari lézereszközökbe.

A rubinrúd évtizedek óta alapvető lézeralkatrészként szolgál az optikai laboratóriumokban, lézerbemutatókon és precíziós beállító rendszerekben. A 100 mm-es méret egy standard választás, amely a rezonátorüregek széles skálájához illeszkedik. A rubinrúd kiváló felületi polírozása, optikai átlátszósága és mechanikai szilárdsága tartós és megbízható választássá teszi még az újabb technológiák megjelenése során is.

Küldjön nekünk e-mailt

Jellemzők

Részletes ábra

Bevezetés

Gyártási alapelv

A rubinrúd előállítása fejlett kristálynövesztő technikákat foglal magában, mint például a Verneuil lángfúziós módszer vagy a Czochralski-húzó módszer. A szintézis során az alumínium-oxidot pontos koncentrációjú króm-oxiddal adalékolják, hogy egyenletes rubinkristályt hozzanak létre. Miután a gömböt megnövesztették, orientálják, felszeletelik és a kívánt méretű – jelen esetben 100 mm-es – rubinrúddá alakítják.

Minden egyes rubinrúd szigorú polírozási és bevonási eljárásokon megy keresztül. A végfelületeket lézerminőségű síkfelületre (λ/10 vagy jobb) leppelik és polírozzák, és az adott lézerüreg-kialakításoknak megfelelően nagy fényvisszaverő képességű (HR) vagy tükröződésmentes (AR) dielektromos rétegekkel vonhatják be. A rubinrúdnak zárványoktól és barázdáktól mentesnek kell lennie az állandó optikai pumpálás és a minimális szórási veszteség biztosítása érdekében.

A rubinrúdban található krómionok a zöld/kék spektrális tartományban nyelik el a fényt. Egy vakulámpa hatására magasabb energiaszintre gerjesztődnek. Amikor visszatérnek alapállapotukba, koherens vörös fotonokat bocsátanak ki, ami indukált emissziós láncreakciót indít el – így lézerkimenetet hozva létre. A 100 mm-es rubinrúd hatékony energiatárolást és optimális fluoreszcencia-időtartamot biztosít.

Paraméter

Ingatlan	Érték
Kémiai képlet	Cr³⁺:Al₂O₃
Kristályrendszer	Trigonális
Egységcella méretei (hatszögletű)	a = 4,785 Åc = 12,99 Å
Röntgensűrűség	3,98 g/cm³
Olvadáspont	2040°C
Hőtágulás 323 K-en	A c-tengelyre merőlegesen: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹A c-tengelyre párhuzamosan: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Hővezető képesség 300 K-en	28 W/m·K
Keménység	Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Young modulusa	345 GPa
Fajhő 291 K-en	761 J/kg·K
Hőfeszültség-ellenállási paraméter (Rₜ)	34 W/cm²

Rubin rudak alkalmazása az iparágakban

A krómionokkal adalékolt szintetikus egykristályos alumínium-oxidból készült rubinrudak nagyra értékelik a fizikai keménység, a kémiai stabilitás és a feltűnő optikai tulajdonságok egyedülálló kombinációja miatt. Ezek a tulajdonságok teszik a rubinrudakat prémium anyaggá széles körű ipari, tudományos és precíziós alkalmazásokhoz. Az alábbiakban felsoroljuk azokat a kulcsfontosságú ágazatokat, ahol a rubinrudak továbbra is kivételes értéket mutatnak:

1. Lézertechnológia és fotonika

A rubinlézerekben rubinrudak szolgálnak erősítő közegként, optikai pumpáláskor 694,3 nm-es vörös fényt bocsátanak ki. Míg a modern alternatívák, mint például az Nd:YAG és a száloptikás lézerek uralják a piacot, a rubinlézereket továbbra is előnyben részesítik olyan speciális területeken, mint:

Orvosi bőrgyógyászat (tetoválások és elváltozások eltávolítása)
Oktatási demonstrációs eszközök
Hosszú impulzusidőt és kiváló nyalábminőséget igénylő optikai kutatások

A rubin kiváló optikai tisztasága és energiaátalakítási hatékonysága ideálissá teszi a precíz fotonikus szabályozáshoz és emisszióhoz.

2. Precíziós mérnöki tudományok és méréstechnika

Nagy keménységüknek (Mohs-skála 9) köszönhetően a rubinrudakat széles körben használják kontakt alapú mérési rendszerekben, beleértve:

Koordináta mérőgépek (CMM-ek) tapintócsúcsai
Mérőszondák precíziós ellenőrző szerszámokban
Nagy pontosságú referenciapontok optikai és mechanikus mérőeszközökben

Ezek az eszközök a rubin deformációval szembeni ellenállására támaszkodnak, biztosítva a hosszú távú, állandó mérési pontosságot kopás nélkül.

3. Óragyártás és mikrocsapágy-alkalmazások

A csúcskategóriás óragyártásban a rubinrudakat ékszercsapágyakká dolgozzák fel – apró alkatrészekké, amelyek csökkentik a súrlódást és a kopást a mechanikus óraszerkezetekben. Alacsony súrlódási együtthatójuk és kiváló keménységük hozzájárul a következőkhöz:

A fogaskerekek zökkenőmentes működése
Az óra belső alkatrészeinek meghosszabbított élettartama
Javított időmérési stabilitás

Az órákon túl a rubinrudakat mikromotorokban, áramlásérzékelőkben és giroszkópokban is használják, ahol rendkívül alacsony súrlódás és megbízhatóság szükséges.

4. Repülőgép- és vákuumrendszerek

Repülőgépiparban, műholdakban és nagyvákuumú környezetben a rubin rudakat távtartóként, tartócsapként és optikai vezetőként használják. Legfontosabb előnyeik a következők:

Nem reaktív viselkedés kémiailag agresszív környezetben
Kiváló hőállóság és méretstabilitás
Nulla mágneses interferencia az elektromágnesességre érzékeny eszközök számára

Ezek a tulajdonságok lehetővé teszik, hogy a rubin rudak hibátlanul működjenek extrém körülmények között, beleértve a sugárterhelést, a gyors hőmérséklet-változásokat és a vákuumfeszültséget.

5. Analitikai és orvostechnikai eszközök

A rubin rudak alapvető szerepet játszanak a kifinomult műszerekben, különösen ott, ahol a biokompatibilitás és a kémiai inertség kritikus fontosságú. Alkalmazások:

Zafírhegyű szondák spektroszkópiában és diagnosztikában
Precíziós fúvókák vagy áramlásszabályozó alkatrészek az analizátorokban
Nagy tartósságú rudak laboratóriumi automatizálási berendezésekben

Tiszta, stabil felületük és korrózióállóságuk ideálissá teszi őket biológiai mintákkal vagy reaktív folyadékokkal való érintkezéshez.

6. Luxustermékek és funkcionális dizájn

A puszta funkcionalitáson túl a rubinrudakat időnként luxus tollakba, körzőkbe, ékszerekbe és optikai távcsövekbe is beépítik – mind szerkezeti, mind díszítőelemként szolgálva. Mélyvörös színük és polírozott felületük hozzájárul a következőkhöz: