100 mm rubinstang: Præcisionslasermedium til videnskabelige og industrielle anvendelser

Kort beskrivelse:

Den 100 mm rubinstang er et udbredt faststoflaserforstærkningsmedium, der er kendetegnet ved sin levende røde emissionsbølgelængde ved 694,3 nm. Denne rubinstang er konstrueret af syntetisk korund (Al₂O₃) doteret med kromioner (Cr³⁺) og tilbyder fremragende termisk og optisk stabilitet, hvilket gør den ideel til forskellige lav- til mellemenergilasersystemer. Med en længde på 100 mm balancerer rubinstangen energilagringskapacitet og et kompakt design, hvilket muliggør fleksibel integration i uddannelsesmæssige, videnskabelige og visse industrielle laserenheder.

I årtier har rubinstangen fungeret som en fundamental laserkomponent i optiklaboratorier, laserdemonstrationer og præcisionsjusteringssystemer. Størrelsen på 100 mm repræsenterer et standardvalg, der passer til en bred vifte af resonatorhulrum. Rubinstangens fremragende overfladepolering, optiske gennemsigtighed og mekaniske styrke gør den til et holdbart og pålideligt valg, selv efterhånden som nyere teknologier dukker op.

Send e-mail til os

Funktioner

Detaljeret diagram

Indledning

Fremstillingsprincip

Produktionen af rubinstangen involverer avancerede krystaldyrkningsteknikker såsom Verneuil-flammefusionsmetoden eller Czochralski-trækkemetoden. Under syntesen doteres aluminiumoxid med en præcis koncentration af kromoxid for at skabe en ensartet rubinkrystal. Når rubinstangen er dyrket, orienteres den, skæres i skiver og formes til en rubinstang med de ønskede dimensioner – i dette tilfælde 100 mm.

Hver rubinstang underkastes derefter strenge polerings- og belægningsprocedurer. Endefladerne slebes og poleres til lasergradsplanhed (λ/10 eller bedre) og kan belægges med dielektriske lag med høj reflektionsevne (HR) eller antireflektionsevne (AR), der passer til specifikke laserkavitetsdesign. Rubinstangen skal være fri for indeslutninger og striber for at sikre ensartet optisk pumpning og minimalt spredningstab.

Kromionerne i rubinstangen absorberer lys i det grøn/blå spektralområde. Når de pumpes af en blitzlampe, bliver de exciteret til en højere energitilstand. Når de vender tilbage til deres grundtilstand, udsender de kohærente røde fotoner, hvilket starter en kædereaktion af stimuleret emission - og producerer dermed laseroutput. Den 100 mm store rubinstang er designet til at opnå effektiv energilagring og optimal fluorescensvarighed.

Parameter

Ejendom	Værdi
Kemisk formel	Cr³⁺:Al₂O₃
Krystalsystem	Trigonal
Enhedscelledimensioner (sekskantede)	a = 4,785 Åc = 12,99 Å
Røntgentæthed	3,98 g/cm³
Smeltepunkt	2040°C
Termisk ekspansion @ 323 K	Vinkelret på c-aksen: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Parallelt med c-aksen: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Termisk ledningsevne ved 300 K	28 W/m²K
Hårdhed	Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Youngs modul	345 GPa
Specifik varme @ 291 K	761 J/kg·K
Parameter for termisk spændingsmodstand (Rₜ)	34 W/cm²

Anvendelser af rubinstænger på tværs af brancher

Rubinstænger, fremstillet af syntetisk enkeltkrystal aluminiumoxid doteret med kromioner, er højt værdsatte for deres unikke kombination af fysisk hårdhed, kemisk stabilitet og slående optiske egenskaber. Disse egenskaber gør rubinstænger til et førsteklasses materiale til en bred vifte af industrielle, videnskabelige og præcisionsapplikationer. Nedenfor er de vigtigste sektorer, hvor rubinstænger fortsat viser enestående værdi:

1. Laserteknologi og fotonik

Rubinstænger fungerer som forstærkningsmedium i rubinlasere og udsender rødt lys ved 694,3 nm, når de pumpes optisk. Mens moderne alternativer som Nd:YAG og fiberlasere dominerer markedet, foretrækkes rubinlasere stadig inden for specialiserede områder som:

Medicinsk dermatologi (fjernelse af tatoveringer og læsioner)
Værktøjer til pædagogisk demonstration
Optisk forskning, der kræver lange pulsvarigheder og høj strålekvalitet

Rubins fremragende optiske klarhed og energiomdannelseseffektivitet gør den ideel til præcis fotonisk kontrol og emission.

2. Præcisionsteknik og metrologi

Takket være deres høje hårdhed (Mohs-skala 9) anvendes rubinstænger i vid udstrækning i kontaktbaserede målesystemer, herunder:

Stylusspidser i koordinatmålemaskiner (CMM'er)
Prober i præcisionsinspektionsværktøjer
Højpræcisionsreferencepunkter i optiske og mekaniske målere

Disse værktøjer er afhængige af Rubys modstandsdygtighed over for deformation, hvilket sikrer ensartet, langvarig målenøjagtighed uden slid.

3. Urmager- og mikrolejeapplikationer

I high-end ure forarbejdes rubinstænger til juvellejer – bittesmå komponenter, der reducerer friktion og slid i mekaniske urværker. Deres lave friktionskoefficient og overlegne hårdhed bidrager til:

Jævn drift af gearkasser
Forlænget levetid på indvendige urdele
Forbedret tidsstyringsstabilitet

Ud over ure bruges rubinstænger også i mikromotorer, flowsensorer og gyroskoper, hvor der kræves ultralav friktion og pålidelighed.

4. Luftfart og vakuumsystemer

I luftfart, satellit- og højvakuummiljøer bruges rubinstænger som afstandsholdere, støttestifter og optiske guider. Deres vigtigste fordele inkluderer:

Ikke-reaktiv adfærd i kemisk aggressive miljøer
Fremragende termisk modstand og dimensionsstabilitet
Nul magnetisk interferens til elektromagnetisk følsomme enheder

Disse funktioner gør det muligt for rubinstænger at fungere fejlfrit under ekstreme forhold, herunder strålingseksponering, hurtige temperaturændringer og vakuumstress.

5. Analytiske og medicinske apparater

Rubinstænger spiller en afgørende rolle i sofistikeret instrumentering, især hvor biokompatibilitet og kemisk inertitet er afgørende. Anvendelser omfatter:

Safirspidsede sonder i spektroskopi og diagnostik
Præcisionsdyser eller flowkontrolkomponenter i analysatorer
Højholdbare stænger i laboratorieautomationsudstyr

Deres rene, stabile overflade og korrosionsbestandighed gør dem ideelle til kontakt med biologiske prøver eller reaktive væsker.

6. Luksusprodukter og funktionelt design

Ud over ren funktionalitet integreres rubinstænger lejlighedsvis i luksuspenne, kompasser, smykker og optiske kikkerter – og fungerer som både strukturelle og dekorative elementer. Deres dybe røde farve og polerede overflader bidrager til: