100 mm rubinstang: Presisjonslasermedium for vitenskapelige og industrielle applikasjoner

Kort beskrivelse:

Den 100 mm store rubinstangen er et mye brukt faststofflaserforsterkningsmedium, karakterisert ved sin levende røde emisjonsbølgelengde på 694,3 nm. Denne rubinstangen er konstruert av syntetisk korund (Al₂O₃) dopet med kromioner (Cr³⁺), og tilbyr utmerket termisk og optisk stabilitet, noe som gjør den ideell for ulike lav- til middels energilasersystemer. Med en lengde på 100 mm balanserer rubinstangen energilagringskapasitet og kompakt design, noe som muliggjør fleksibel integrering i pedagogiske, vitenskapelige og noen industrielle laserenheter.

I flere tiår har rubinstangen tjent som en grunnleggende laserkomponent i optikklaboratorier, laserdemonstrasjoner og presisjonsjusteringssystemer. Størrelsen på 100 mm representerer et standardvalg som passer til et bredt spekter av resonatorhulrom. Rubinstangens utmerkede overflatepolering, optiske gjennomsiktighet og mekaniske styrke gjør den til et varig og pålitelig valg selv ettersom nyere teknologier dukker opp.

Send e-post til oss

Funksjoner

Detaljert diagram

Introduksjon

Produksjonsprinsipp

Produksjonen av rubinstangen involverer avanserte krystalldyrkingsteknikker som Verneuil-flammefusjonsmetoden eller Czochralski-trekkmetoden. Under syntesen dopes aluminiumoksid med en presis konsentrasjon av kromoksid for å lage en ensartet rubinkrystall. Når krystallen er dyrket, orienteres den, skjæres i skiver og formes til en rubinstang med ønskede dimensjoner – 100 mm i dette tilfellet.

Hver rubinstang gjennomgår deretter strenge polerings- og beleggprosedyrer. Endeflatene overlappes og poleres til lasergradsflathet (λ/10 eller bedre) og kan belegges med dielektriske lag med høy reflektivitet (HR) eller antireflektivitet (AR) for å passe til spesifikke laserhulromsdesign. Rubinstangen må være fri for inneslutninger og riper for å sikre jevn optisk pumping og minimalt spredningstap.

Kromionene i rubinstangen absorberer lys i det grønne/blå spektralområdet. Når de pumpes av en lommelykt, blir de eksitert til en høyere energitilstand. Når de går tilbake til grunntilstanden, sender de ut koherente røde fotoner, som starter en kjedereaksjon av stimulert emisjon – og produserer dermed laserutgang. Rubinstangen på 100 mm er designet for å oppnå effektiv energilagring og optimal fluorescensvarighet.

Parameter

Eiendom	Verdi
Kjemisk formel	Cr³⁺:Al₂O₃
Krystallsystem	Trigonal
Enhetscelledimensjoner (sekskantet)	a = 4,785 Åc = 12,99 Å
Røntgentetthet	3,98 g/cm³
Smeltepunkt	2040°C
Termisk ekspansjon @ 323 K	Vinkelrett på c-aksen: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Parallell med c-aksen: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Varmeledningsevne ved 300 K	28 W/m·K
Hardhet	Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Youngs modul	345 GPa
Spesifikk varme @ 291 K	761 J/kg·K
Parameter for termisk spenningsmotstand (Rₜ)	34 W/cm²

Bruksområder for rubinstenger på tvers av bransjer

Rubinstenger, laget av syntetisk enkrystall aluminiumoksid dopet med kromioner, er høyt verdsatt for sin unike kombinasjon av fysisk hardhet, kjemisk stabilitet og slående optiske egenskaper. Disse egenskapene gjør rubinstenger til et førsteklasses materiale for et bredt spekter av industrielle, vitenskapelige og presisjonsapplikasjoner. Nedenfor er de viktigste sektorene der rubinstenger fortsetter å vise eksepsjonell verdi:

1. Laserteknologi og fotonikk

Rubinstaver fungerer som forsterkningsmedium i rubinlasere, og sender ut rødt lys ved 694,3 nm når de pumpes optisk. Mens moderne alternativer som Nd:YAG og fiberlasere dominerer markedet, er rubinlasere fortsatt foretrukket innen spesialiserte felt som:

Medisinsk dermatologi (fjerning av tatoveringer og lesjoner)
Verktøy for pedagogiske demonstrasjoner
Optisk forskning som krever lange pulsvarigheter og høy strålekvalitet

Den utmerkede optiske klarheten og energiomdanningseffektiviteten til rubin gjør den ideell for presis fotonisk kontroll og emisjon.

2. Presisjonsteknikk og måleteknikk

Takket være den høye hardheten (Mohs-skala 9) er rubinstenger mye brukt i kontaktbaserte målesystemer, inkludert:

Stylusspisser i koordinatmålemaskiner (CMM-er)
Prober i presisjonsinspeksjonsverktøy
Høynøyaktige referansepunkter i optiske og mekaniske målere

Disse verktøyene er avhengige av Rubys motstand mot deformasjon, noe som sikrer konsistent og langvarig målenøyaktighet uten slitasje.

3. Urmakeri og mikrolagerapplikasjoner

I eksklusive urverk blir rubinstenger bearbeidet til juvellagre – bittesmå komponenter som reduserer friksjon og slitasje i mekaniske urverk. Deres lave friksjonskoeffisient og overlegne hardhet bidrar til:

Jevn drift av girtogene
Forlenget levetid på interne klokkedeler
Forbedret stabilitet i tidtakingen

Utover klokker brukes rubinstenger også i mikromotorer, strømningssensorer og gyroskoper der det kreves ultralav friksjon og pålitelighet.

4. Luftfart og vakuumsystemer

I luftfart, satellitt og høyvakuummiljøer brukes rubinstenger som avstandsstykker, støttepinner og optiske føringer. De viktigste fordelene deres inkluderer:

Ikke-reaktiv oppførsel i kjemisk aggressive omgivelser
Utmerket termisk motstand og dimensjonsstabilitet
Null magnetisk interferens for elektromagnetisk følsomme enheter

Disse funksjonene gjør at rubinstenger kan yte feilfritt under ekstreme forhold, inkludert strålingseksponering, raske temperaturendringer og vakuumstress.

5. Analytiske og medisinske enheter

Rubinstenger spiller en viktig rolle i sofistikert instrumentering, spesielt der biokompatibilitet og kjemisk inertitet er kritisk. Bruksområder inkluderer:

Safirspissede sonder i spektroskopi og diagnostikk
Presisjonsdyser eller strømningskontrollkomponenter i analysatorer
Stenger med høy slitestyrke i laboratorieautomatiseringsutstyr

Deres rene, stabile overflate og korrosjonsbestandighet gjør dem ideelle for kontakt med biologiske prøver eller reaktive væsker.

6. Luksusprodukter og funksjonell design

Utover ren funksjonalitet integreres rubinstenger av og til i luksuspenner, kompasser, smykker og optiske kikkerter – og fungerer som både strukturelle og dekorative elementer. Deres dyprøde farge og polerte overflater bidrar til: