Batang Ruby 115mm: Kristal Panjang yang Diperpanjang untuk Sistem Laser Berdenyut yang Disempurnakan

Deskripsi Singkat:

Batang ruby 115 mm adalah kristal laser berkinerja tinggi dengan panjang yang diperpanjang, dirancang untuk sistem laser solid-state berdenyut. Terbuat dari ruby sintetis—matriks aluminium oksida (Al₂O₃) yang diinfus dengan ion kromium (Cr³⁺)—batang ruby ini menawarkan kinerja yang konsisten, konduktivitas termal yang sangat baik, dan emisi yang andal pada 694,3 nm. Panjang batang ruby 115 mm yang lebih panjang dibandingkan model standar meningkatkan penguatan, memungkinkan penyimpanan energi yang lebih tinggi per pulsa dan meningkatkan efisiensi laser secara keseluruhan.

Terkenal karena kejernihan, kekerasan, dan sifat spektralnya, batang ruby tetap menjadi material laser yang berharga di sektor ilmiah, industri, dan pendidikan. Panjang 115 mm memungkinkan penyerapan optik yang superior selama pemompaan, menghasilkan keluaran laser merah yang lebih terang dan lebih kuat. Baik dalam pengaturan laboratorium canggih maupun sistem OEM, batang ruby terbukti menjadi media laser yang andal untuk keluaran intensitas tinggi yang terkontrol.

Kirim email ke kami

Fitur

Diagram Rinci

Ringkasan

Fabrikasi dan Rekayasa Kristal

Pembuatan batang rubi melibatkan pertumbuhan kristal tunggal yang terkendali menggunakan teknik Czochralski. Dalam metode ini, benih kristal safir dicelupkan ke dalam campuran cair aluminium oksida dan kromium oksida dengan kemurnian tinggi. Boule ditarik dan diputar perlahan untuk membentuk ingot rubi yang sempurna dan seragam secara optik. Batang rubi kemudian diekstraksi, dibentuk hingga panjang 115 mm, dan dipotong dengan dimensi presisi sesuai kebutuhan sistem optik.

Setiap batang ruby menjalani pemolesan yang cermat pada permukaan silinder dan permukaan ujungnya. Permukaan ini dipoles hingga rata seperti laser dan biasanya dilapisi dielektrik. Lapisan reflektif tinggi (HR) diaplikasikan pada salah satu ujung batang ruby, sementara ujung lainnya dilapisi dengan lapisan kopler keluaran transmisi parsial (OC) atau anti-refleksi (AR), tergantung pada desain sistem. Lapisan ini penting untuk memaksimalkan pantulan foton internal dan meminimalkan kehilangan energi.

Ion kromium dalam batang rubi menyerap cahaya pemompa, terutama di bagian spektrum biru-hijau. Setelah tereksitasi, ion-ion ini bertransisi ke tingkat energi metastabil. Setelah emisi terstimulasi, batang rubi memancarkan cahaya laser merah yang koheren. Geometri batang rubi 115 mm yang lebih panjang menawarkan panjang lintasan yang lebih panjang untuk perolehan foton, yang sangat penting dalam sistem penumpukan pulsa dan amplifikasi.

Aplikasi Inti

Batang rubi, yang dikenal karena kekerasan, konduktivitas termal, dan transparansi optiknya yang luar biasa, banyak digunakan dalam aplikasi industri dan ilmiah berpresisi tinggi. Terdiri terutama dari aluminium oksida kristal tunggal (Al₂O₃) yang didoping dengan sedikit kromium (Cr³⁺), batang rubi menggabungkan kekuatan mekanis yang luar biasa dengan sifat optik yang unik, menjadikannya sangat diperlukan dalam berbagai teknologi canggih.

1.Teknologi Laser

Salah satu penggunaan batang rubi yang paling signifikan adalah dalam laser solid-state. Laser rubi, yang merupakan salah satu laser pertama yang pernah dikembangkan, menggunakan kristal rubi sintetis sebagai media penguatan. Ketika dipompa secara optik (biasanya menggunakan lampu kilat), batang ini memancarkan cahaya merah koheren pada panjang gelombang 694,3 nm. Meskipun material lasernya lebih baru, laser rubi masih digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan durasi pulsa panjang dan keluaran stabil, seperti dalam holografi, dermatologi (untuk menghilangkan tato), dan eksperimen ilmiah.

2.Instrumen Optik

Berkat transmisi cahayanya yang sangat baik dan ketahanannya terhadap goresan, batang ruby sering digunakan dalam instrumen optik presisi. Daya tahannya memastikan kinerja yang tahan lama dalam kondisi ekstrem. Batang-batang ini dapat berfungsi sebagai komponen dalam pemisah berkas cahaya, isolator optik, dan perangkat fotonik presisi tinggi.

3.Komponen yang Mudah Aus

Dalam sistem mekanik dan metrologi, batang ruby digunakan sebagai elemen tahan aus. Batang ini umumnya ditemukan pada bantalan arloji, pengukur presisi, dan flowmeter, yang membutuhkan kinerja konsisten dan stabilitas dimensi. Kekerasan ruby yang tinggi (9 pada skala Mohs) memungkinkannya menahan gesekan dan tekanan jangka panjang tanpa degradasi.

4.Peralatan Medis dan Analisis

Batang rubi terkadang digunakan dalam perangkat medis khusus dan instrumen analitik. Biokompatibilitas dan sifat inertnya membuatnya cocok untuk kontak dengan jaringan sensitif atau bahan kimia. Di laboratorium, batang rubi dapat ditemukan dalam probe pengukuran dan sistem penginderaan berkinerja tinggi.

5.Riset ilmiah

Dalam fisika dan ilmu material, batang rubi digunakan sebagai material referensi untuk mengkalibrasi instrumen, mempelajari sifat optik, atau bertindak sebagai indikator tekanan dalam sel landasan berlian. Fluoresensinya dalam kondisi tertentu membantu para peneliti menganalisis distribusi tegangan dan suhu di berbagai lingkungan.

Kesimpulannya, batang rubi terus menjadi material penting di berbagai industri yang mengutamakan presisi, daya tahan, dan kinerja optik. Seiring kemajuan ilmu material, penggunaan baru untuk batang rubi terus dieksplorasi, memastikan relevansinya dalam teknologi masa depan.

Spesifikasi Inti

Milik	Nilai
Rumus Kimia	Cr³⁺:Al₂O₃
Sistem Kristal	Segitiga
Dimensi Sel Satuan (Heksagonal)	a = 4,785 Åc = 12,99 Å
Kepadatan Sinar-X	3,98 gram/cm³
Titik lebur	2040 derajat celcius
Ekspansi Termal @ 323 K	Tegak lurus terhadap sumbu-c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Sejajar dengan sumbu-c: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Konduktivitas Termal @ 300 K	28 W/m·K
Kekerasan	Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Modulus Young	345 GPa
Panas Spesifik @ 291 K	761 J/kg·K
Parameter Resistensi Tegangan Termal (Rₜ)	34 W/cm

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

Q1: Mengapa memilih batang ruby 115mm dibanding batang yang lebih pendek?
Batang ruby yang lebih panjang menyediakan lebih banyak volume untuk penyimpanan energi dan panjang interaksi yang lebih panjang, menghasilkan perolehan yang lebih tinggi dan transfer energi yang lebih baik.

Q2: Apakah batang ruby cocok untuk Q-switching?
Ya. Batang ruby bekerja dengan baik dengan sistem Q-switching pasif maupun aktif dan menghasilkan keluaran pulsa yang kuat jika disejajarkan dengan benar.

Q3: Berapa kisaran suhu yang dapat ditoleransi oleh batang ruby?
Batang ruby stabil secara termal hingga beberapa ratus derajat Celcius. Namun, sistem manajemen termal direkomendasikan selama pengoperasian laser.

Q4: Bagaimana pelapis mempengaruhi kinerja batang ruby?
Pelapis berkualitas tinggi meningkatkan efisiensi laser dengan meminimalkan hilangnya reflektivitas. Pelapisan yang tidak tepat dapat mengakibatkan kerusakan atau penurunan perolehan.

Q5: Apakah batang ruby 115mm lebih berat atau lebih rapuh daripada batang yang lebih pendek?
Meskipun sedikit lebih berat, batang ruby mempertahankan integritas mekanis yang sangat baik. Kekerasannya hanya kalah dari berlian dan tahan terhadap goresan atau guncangan termal.

Q6: Sumber pompa apa yang bekerja paling baik dengan batang ruby?
Secara tradisional, lampu senter xenon digunakan. Sistem yang lebih modern mungkin menggunakan LED berdaya tinggi atau laser hijau berfrekuensi ganda yang dipompa dioda.

Q7: Bagaimana cara menyimpan dan merawat batang ruby?
Simpan batang ruby di tempat yang bebas debu dan antistatis. Hindari menyentuh permukaan yang dilapisi secara langsung, dan gunakan kain non-abrasif atau tisu lensa untuk membersihkannya.

Q8: Dapatkah batang ruby diintegrasikan ke dalam desain resonator modern?
Tentu saja. Batang ruby, terlepas dari akar sejarahnya, masih banyak digunakan dalam rongga optik komersial dan penelitian.

Q9: Berapa umur pakai batang ruby 115mm?
Dengan pengoperasian dan perawatan yang tepat, batang ruby dapat berfungsi dengan andal selama ribuan jam tanpa penurunan kinerja.

Q10: Apakah batang ruby tahan terhadap kerusakan optik?
Ya, tetapi penting untuk menghindari melebihi ambang batas kerusakan lapisan. Penyelarasan dan pengaturan termal yang tepat akan menjaga kinerja dan mencegah keretakan.

Sebelumnya: Wafer LNOI (LiNbO3 pada Isolator) 8 inci untuk Modulator Optik Pemandu Gelombang Sirkuit Terpadu

Berikutnya: Batang Ruby 100mm: Media Laser Presisi untuk Aplikasi Ilmiah dan Industri