Tijă de rubin de 100 mm: Mediu laser de precizie pentru aplicații științifice și industriale

Scurtă descriere:

Bara de rubin de 100 mm este un mediu de amplificare laser în stare solidă utilizat pe scară largă, caracterizat prin lungimea de undă de emisie roșu intens la 694,3 nm. Construită din corindon sintetic (Al₂O₃) dopat cu ioni de crom (Cr³⁺), această bară de rubin oferă o stabilitate termică și optică excelentă, fiind ideală pentru diverse sisteme laser de energie mică și medie. Cu o lungime de 100 mm, bara de rubin echilibrează capacitatea de stocare a energiei și designul compact, permițând integrarea flexibilă în dispozitive laser educaționale, științifice și unele industriale.

Timp de decenii, tija de rubin a servit drept componentă laser fundamentală în laboratoarele de optică, demonstrațiile laser și sistemele de aliniere de precizie. Dimensiunea de 100 mm reprezintă o alegere standard care se potrivește unei game largi de cavități de rezonator. Luciul excelent al suprafeței, transparența optică și rezistența mecanică a tijei de rubin o fac o alegere durabilă și fiabilă, chiar și pe măsură ce apar tehnologii mai noi.

Trimiteți-ne un e-mail

Caracteristici

Diagramă detaliată

Introducere

Principiul de fabricație

Producerea tijei de rubin implică tehnici avansate de creștere a cristalelor, cum ar fi metoda de fuziune cu flacără Verneuil sau metoda de tragere Czochralski. În timpul sintezei, oxidul de aluminiu este dopat cu o concentrație precisă de oxid de crom pentru a crea un cristal uniform de rubin. Odată ce sfera este crescută, aceasta este orientată, feliată și modelată într-o tijă de rubin de dimensiunile dorite - 100 mm în acest caz.

Fiecare tijă de rubin este apoi supusă unor proceduri stricte de lustruire și acoperire. Fețele terminale sunt suprapuse și lustruite până la o planeitate de calitate laser (λ/10 sau mai bună) și pot fi acoperite cu straturi dielectrice cu reflectivitate ridicată (HR) sau antireflexie (AR) pentru a se potrivi designurilor specifice ale cavității laser. Tija de rubin trebuie să fie lipsită de incluziuni și striații pentru a asigura o pompare optică consistentă și pierderi minime prin împrăștiere.

Ionii de crom din tija de rubin absorb lumina în intervalul spectral verde/albastru. Când sunt pompați de o lampă cu bliț, aceștia devin excitați la o stare de energie mai mare. Pe măsură ce revin la starea lor fundamentală, emit fotoni roșii coerenți, inițiind o reacție în lanț de emisie stimulată - producând astfel o putere laser. Tija de rubin de 100 mm este concepută pentru a realiza o stocare eficientă a energiei și o durată optimă a fluorescenței.

Parametru

Proprietate	Valoare
Formula chimică	Cr³⁺:Al₂O₃
Sistemul cristalin	Trigonal
Dimensiunile celulei unitare (hexagonale)	a = 4,785 Åc = 12,99 Å
Densitatea razelor X	3,98 g/cm³
Punct de topire	2040°C
Expansiune termică la 323 K	Perpendiculară pe axa c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Paralelă pe axa c: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Conductivitate termică la 300 K	28 W/m·K
Duritate	Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Modulul lui Young	345 GPa
Căldură specifică la 291 K	761 J/kg·K
Parametrul de rezistență la stres termic (Rₜ)	34 W/cm

Aplicații ale tijelor de rubin în diferite industrii

Tijele de rubin, fabricate din oxid de aluminiu monocristal sintetic dopat cu ioni de crom, sunt foarte apreciate pentru combinația lor unică de duritate fizică, stabilitate chimică și proprietăți optice remarcabile. Aceste caracteristici fac din tijele de rubin un material premium pentru o gamă largă de aplicații industriale, științifice și de precizie. Mai jos sunt prezentate sectoarele cheie în care tijele de rubin continuă să demonstreze o valoare excepțională:

1. Tehnologie laser și fotonică

Tijele de rubin servesc drept mediu de amplificare în laserele cu rubin, emițând lumină roșie la 694,3 nm atunci când sunt pompate optic. În timp ce alternativele moderne, precum laserele Nd:YAG și cu fibră, domină piața, laserele cu rubin sunt încă preferate în domenii specializate, cum ar fi:

Dermatologie medicală (îndepărtarea tatuajelor și a leziunilor)
Instrumente demonstrative educaționale
Cercetare optică care necesită durate lungi ale impulsurilor și o calitate ridicată a fasciculului

Claritatea optică excelentă și eficiența de conversie a energiei ale rubinului îl fac ideal pentru controlul și emisia fotonică precisă.

2. Inginerie de precizie și metrologie

Datorită durității lor ridicate (scara Mohs 9), tijele de rubin sunt utilizate pe scară largă în sistemele de măsurare bazate pe contact, inclusiv:

Vârfuri de stylus în mașinile de măsurat în coordonate (CMM)
Sonde în instrumente de inspecție de precizie
Puncte de referință de înaltă precizie în instrumentele optice și mecanice

Aceste instrumente se bazează pe rezistența rubinului la deformare, asigurând o precizie constantă și pe termen lung a măsurătorilor, fără uzură.

3. Aplicații în industria ceasurilor și micro-rulmenți

În orologeria de înaltă calitate, tijele de rubin sunt prelucrate în lagăre pentru bijuterii - componente minuscule care reduc frecarea și uzura mecanismelor ceasurilor mecanice. Coeficientul lor scăzut de frecare și duritatea superioară contribuie la:

Funcționarea lină a trenurilor de angrenaje
Durată de viață extinsă a componentelor interne ale ceasului
Stabilitate îmbunătățită a timpului

Dincolo de ceasuri, tijele de rubin sunt utilizate și în micromotoare, senzori de debit și giroscoape, unde sunt necesare frecare ultra-scăzută și fiabilitate.

4. Sisteme aerospațiale și de vid

În mediile aerospațiale, satelitare și de vid înalt, tijele de rubin sunt utilizate ca distanțiere, știfturi de susținere și ghidaje optice. Printre principalele lor avantaje se numără:

Comportament nereactiv în medii chimic agresive
Rezistență termică excelentă și stabilitate dimensională
Zero interferențe magnetice pentru dispozitive sensibile la electromagnetice

Aceste caracteristici permit tijelor de rubin să funcționeze impecabil în condiții extreme, inclusiv expunerea la radiații, schimbări rapide de temperatură și stres în vid.

5. Dispozitive analitice și medicale

Tijele de rubin joacă un rol esențial în instrumentele sofisticate, în special acolo unde biocompatibilitatea și inerția chimică sunt critice. Printre aplicații se numără:

Sonde cu vârf de safir în spectroscopie și diagnostic
Duze de precizie sau componente de control al debitului în analizoare
Tije de înaltă durabilitate în echipamentele de automatizare a laboratorului

Suprafața lor curată și stabilă și rezistența la coroziune le fac ideale pentru contactul cu probe biologice sau fluide reactive.

6. Produse de lux și design funcțional

Dincolo de funcționalitatea pură, tijele de rubin sunt ocazional integrate în stilouri de lux, busole, bijuterii și lunete optice - servind atât ca elemente structurale, cât și decorative. Culoarea lor roșu intens și suprafețele lustruite contribuie la: