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红宝石激光器的组成及功用

时间:2011-12-31 22:43:45  来源: 打印本文

红宝石激光器的组成及功用

2005/10/26/9:1    红宝石激光(Ruby Laser)在激光发展历史传统上有其不可磨灭的意义,其活性介质为红宝石,其主要成分为三氧化二铝,为白色,因掺杂少许 Cr^{+3} ,所以为粉红色。其生产方式为将材料加热烧融长晶,棒子上为红宝石为seed(种子),此种红宝石只能当激光棒,没有装饰的价值,不像自然的红宝石那么值钱, Cr{+3} 在红宝石激光中亦为活性离子,提供激光跃迁能阶。由于红宝石本身亦为一双折射晶体,可对激光之偏极特性加以充分的利用,例如一般用电气式Q开关,能够得到高品质之脉冲激光柱。其激发方式为光激发,也就是吸收蓝光、绿光、而放射出来红光,顶多只能做到激发和吸收机率相同,因此此时红宝石棒形成透明。但红宝石激光仍能输出连续波。因为它在基态有一个能带,形成类似四能阶系统,但条件是必须在温度很低的情况才可以。保持低温之方法是良好的冷却系统, 不能过度激发。因为输出连续波之红宝石激光能量很低,意义不大。

红宝石激光主要组件包括有:圆柱形的激光棒,螺旋状或线状之闪光灯,共振腔,以及半反射和全反射镜片。它也需要Q开关,ETLON ,及APERTURE 来调整它的同调特性。此外,一些辅助的设备如高电压电源供应器,能量储存器,闪光灯的快门开关,及水冷系统也是不可或缺的。红宝石激光脉冲之时间通常只有几 NS ,因此即使输出只有10 mJ , 如换算成功率单位,仍然是数 mW 之高能量光柱,这点对量测方面可以说是非常有用的。

目前红宝石激光之功用为:

    1.治疗斑纹、刺青:因其红光穿透皮肤之效果非常好;
    2.全息非破坏检测:这也是因为红宝石激光在全息非破坏检测

    历史传统上已有其颠扑不破、积习难改的地位。虽然YAG激光也许更适合全息非破坏检测,但至今仍有许多人采取习惯性的作法,而宁愿选择红宝石激光从事全息非破坏检测。

    3.军用第一代激光测距仪使用红宝石激光。
    4.中国于1964年就使用红宝石激光作手表打孔(机械表)