紅寶石激光器的優(yōu)缺點(diǎn)？激光的想法提出后不久，紅寶石首先被用來(lái)制造世界上第一臺(tái)激光器。激光用紅寶石晶體的基質(zhì)為Al2O3，晶體中摻雜約0.05%(重量)的Gr2O3。Cr3密度約為1.581019/cm

紅寶石激光器的優(yōu)缺點(diǎn)？

激光的想法提出后不久，紅寶石首先被用來(lái)制造世界上第一臺(tái)激光器。

激光用紅寶石晶體的基質(zhì)為Al2O3，晶體中摻雜約0.05%(重量)的Gr2O3。

Cr3密度約為1.581019/cm3。

Cr3代替Al3在晶體中均勻分布，光學(xué)上屬于負(fù)單軸晶體。

在Xe(氙)燈照射下，紅寶石晶體中處于基態(tài)E1的粒子吸收了Xe燈發(fā)射的光子，被激發(fā)到E3能級(jí)。

E3能級(jí)粒子的平均壽命很短(約10-9秒)。

大多數(shù)粒子通過(guò)非輻射躍遷到達(dá)激光的上能級(jí)E2。

E2級(jí)粒子的壽命很長(zhǎng)，達(dá)到310-3秒。

因此，大量的粒子聚集在E2能級(jí)，導(dǎo)致E2和E1之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。此時(shí)晶體可以放大頻率滿(mǎn)足H =E2—E1(其中H為普朗克常數(shù)，E2和E1分別為激光上、下能級(jí)的能量)的光子，即增益該頻率的光。

當(dāng)增益G足夠大，滿(mǎn)足閾值條件時(shí)，在部分反射鏡的末端將輸出波長(zhǎng)為6943 10-10m的激光。

普通激光器發(fā)出的光可以是綠色的，而紅寶石發(fā)出的光只能是紅色的，紅寶石激光器發(fā)出的激光更集中，更強(qiáng)大，更有能量！

世界第一紅寶石激光器是什么顏色？

紅色。

紅寶石激光器是三能級(jí)激光器，利用三個(gè)能級(jí)形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。處于基態(tài)的鉻原子被激發(fā)裝置激發(fā)。鉻原子在激發(fā)態(tài)的弛豫時(shí)間約為10 0 Ns，并在亞穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定下來(lái)。由于從弛豫時(shí)間到基態(tài)的弛豫時(shí)間約為3 ms，比其他態(tài)長(zhǎng)，所以會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)分布。和誘導(dǎo)發(fā)射，在此期間發(fā)射6943nm的光。但在三能級(jí)激光的情況下，由于下能級(jí)處于基態(tài)，占有率極高，沒(méi)有相當(dāng)強(qiáng)的激發(fā)就無(wú)法形成亞穩(wěn)態(tài)和基態(tài)之間的反轉(zhuǎn)分布。能有效形成反轉(zhuǎn)分布的四能級(jí)激光器是主流的固體激光器。

由于其效率低于四能級(jí)激光器，所以很少用于研究和工業(yè)。在醫(yī)學(xué)應(yīng)用(尤其是化妝品)中，黑色素色素可以消除斑點(diǎn)和痣，因?yàn)樗鼈兒苋菀孜占t光。也可以用來(lái)發(fā)射紅光，用于全息攝影。

紅寶石激光器原理？

脈沖氙燈發(fā)出的光能集中照射在紅寶石棒上，可以使用聚光器。冷凝器是一個(gè)橢圓形的圓柱形空腔，內(nèi)壁經(jīng)過(guò)拋光和金屬化處理。氙燈和紅寶石棒并排對(duì)稱(chēng)放置在聚光鏡橢圓柱形腔的兩條焦線上。

紅寶石激光器一般包括紅寶石棒、脈沖氙燈、聚光鏡和光學(xué)諧振腔。它的工作物質(zhì)是紅寶石棒，由摻鉻氧化鋁(Al2O3)人工晶體(通常稱(chēng)為紅寶石)研磨而成。根據(jù)氧化鉻與氧化鋁的重量比，鉻離子的濃度通常為0.05%。紅寶石棒的光學(xué)質(zhì)量很高。棒兩端打磨拋光成光學(xué)平行面，平行度要求優(yōu)于10秒，平面度不小于1/4孔徑，端面與棒軸垂直度不小于1點(diǎn)，側(cè)面不拋光，防止寄生激光振蕩。在棒的兩端(通常在聚光鏡的外面)，有鍍有多層介質(zhì)膜的反射鏡，其中一個(gè)是全反射鏡，另一個(gè)是半透反射鏡(其反射率可達(dá)70~90%),這兩個(gè)反射鏡構(gòu)成了激光器的諧振腔。

紅寶石激光器原理？

以紅寶石激光器為例，工作物質(zhì)是一根紅寶石棒。紅寶石是摻有少量三價(jià)鉻離子的氧化鋁晶體。氧化鉻的實(shí)際質(zhì)量比約為0.05%。因?yàn)殂t離子吸收白光中的綠光和藍(lán)光，所以寶石是粉紅色的。1960年梅曼發(fā)明的激光產(chǎn)生的紅寶石是直徑0.8厘米、長(zhǎng)約8厘米的圓棒。兩側(cè)是一對(duì)平行的平面鏡，一端鍍有全反射薄膜，另一端的透過(guò)率為10%,允許激光通過(guò)。

在紅寶石激光器中，高壓氙燈被用作“泵”，氙燈發(fā)出的強(qiáng)光將鉻離子激發(fā)到激發(fā)態(tài)E3。被泵到E3的電子很快(~ 10-8秒)跳到E2而沒(méi)有輻射。E2是亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)。從E2到E1的自發(fā)輻射幾率很小，壽命長(zhǎng)達(dá)10-3s，也就是允許粒子長(zhǎng)時(shí)間停留。然后，粒子在E2上聚集，并且在E2和E1能級(jí)的粒子數(shù)顛倒。從E2到E1的受激發(fā)射波長(zhǎng)為694.3nm，脈沖氙燈產(chǎn)生脈沖激光，每個(gè)光脈沖的持續(xù)時(shí)間小于1ms，每個(gè)光脈沖的能量大于10J即每個(gè)脈沖激光的功率可以超過(guò)10kW的量級(jí)。注意，上面提到的鉻離子從激發(fā)到激光發(fā)射涉及三個(gè)能級(jí)，所以稱(chēng)為三能級(jí)系統(tǒng)。在三能級(jí)系統(tǒng)中，下能級(jí)E1是基態(tài)，通常會(huì)積累大量的原子，因此需要強(qiáng)刺激來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)。