红宝石激光器 红宝石激光器原理？
红宝石激光器的优缺点？
激光的想法提出后不久，红宝石首先被用来制造世界上第一台激光器。
激光用红宝石晶体的基质为Al2O3，晶体中掺杂约0.05%(重量)的Gr2O3。
Cr3密度约为1.581019/cm3。
Cr3代替Al3在晶体中均匀分布，光学上属于负单轴晶体。
在Xe(氙)灯照射下，红宝石晶体中处于基态E1的粒子吸收了Xe灯发射的光子，被激发到E3能级。
E3能级粒子的平均寿命很短(约10-9秒)。
大多数粒子通过非辐射跃迁到达激光的上能级E2。
E2级粒子的寿命很长，达到310-3秒。
因此，大量的粒子聚集在E2能级，导致E2和E1之间的粒子数反转。此时晶体可以放大频率满足H =E2—E1(其中H为普朗克常数，E2和E1分别为激光上、下能级的能量)的光子，即增益该频率的光。
当增益G足够大，满足阈值条件时，在部分反射镜的末端将输出波长为6943 10-10m的激光。
普通激光器发出的光可以是绿色的，而红宝石发出的光只能是红色的，红宝石激光器发出的激光更集中，更强大，更有能量！
世界第一红宝石激光器是什么颜色？
红色。
红宝石激光器是三能级激光器，利用三个能级形成粒子数反转。处于基态的铬原子被激发装置激发。铬原子在激发态的弛豫时间约为10 0 Ns，并在亚稳态稳定下来。由于从弛豫时间到基态的弛豫时间约为3 ms，比其他态长，所以会出现反转分布。和诱导发射，在此期间发射6943nm的光。但在三能级激光的情况下，由于下能级处于基态，占有率极高，没有相当强的激发就无法形成亚稳态和基态之间的反转分布。能有效形成反转分布的四能级激光器是主流的固体激光器。
由于其效率低于四能级激光器，所以很少用于研究和工业。在医学应用(尤其是化妆品)中，黑色素色素可以消除斑点和痣，因为它们很容易吸收红光。也可以用来发射红光，用于全息摄影。
红宝石激光器原理？
脉冲氙灯发出的光能集中照射在红宝石棒上，可以使用聚光器。冷凝器是一个椭圆形的圆柱形空腔，内壁经过抛光和金属化处理。氙灯和红宝石棒并排对称放置在聚光镜椭圆柱形腔的两条焦线上。
红宝石激光器一般包括红宝石棒、脉冲氙灯、聚光镜和光学谐振腔。它的工作物质是红宝石棒，由掺铬氧化铝(Al2O3)人工晶体(通常称为红宝石)研磨而成。根据氧化铬与氧化铝的重量比，铬离子的浓度通常为0.05%。红宝石棒的光学质量很高。棒两端打磨抛光成光学平行面，平行度要求优于10秒，平面度不小于1/4孔径，端面与棒轴垂直度不小于1点，侧面不抛光，防止寄生激光振荡。在棒的两端(通常在聚光镜的外面)，有镀有多层介质膜的反射镜，其中一个是全反射镜，另一个是半透反射镜(其反射率可达70~90%),这两个反射镜构成了激光器的谐振腔。
红宝石激光器原理？
以红宝石激光器为例，工作物质是一根红宝石棒。红宝石是掺有少量三价铬离子的氧化铝晶体。氧化铬的实际质量比约为0.05%。因为铬离子吸收白光中的绿光和蓝光，所以宝石是粉红色的。1960年梅曼发明的激光产生的红宝石是直径0.8厘米、长约8厘米的圆棒。两侧是一对平行的平面镜，一端镀有全反射薄膜，另一端的透过率为10%,允许激光通过。
在红宝石激光器中，高压氙灯被用作“泵”，氙灯发出的强光将铬离子激发到激发态E3。被泵到E3的电子很快(~ 10-8秒)跳到E2而没有辐射。E2是亚稳态能级。从E2到E1的自发辐射几率很小，寿命长达10-3s，也就是允许粒子长时间停留。然后，粒子在E2上聚集，并且在E2和E1能级的粒子数颠倒。从E2到E1的受激发射波长为694.3nm，脉冲氙灯产生脉冲激光，每个光脉冲的持续时间小于1ms，每个光脉冲的能量大于10J即每个脉冲激光的功率可以超过10kW的量级。注意，上面提到的铬离子从激发到激光发射涉及三个能级，所以称为三能级系统。在三能级系统中，下能级E1是基态，通常会积累大量的原子，因此需要强刺激来实现粒子数的反转。
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