100mm rubínová tyč: Přesné laserové médium pro vědecké a průmyslové aplikace

Stručný popis:

Rubínová tyč o délce 100 mm je široce používané zesilovací médium pro lasery v pevné fázi, které se vyznačuje zářivě červenou emisní vlnovou délkou 694,3 nm. Tato rubínová tyč, vyrobená ze syntetického korundu (Al₂O₃) dopovaného ionty chromu (Cr³⁺), nabízí vynikající tepelnou a optickou stabilitu, díky čemuž je ideální pro různé laserové systémy s nízkou až střední energií. S délkou 100 mm rubínová tyč vyvažuje kapacitu pro ukládání energie a kompaktní design, což umožňuje flexibilní integraci do vzdělávacích, vědeckých a některých průmyslových laserových zařízení.

Po celá desetiletí slouží rubínová tyč jako základní laserová součástka v optických laboratořích, laserových demonstracích a systémech pro přesné zarovnání. Velikost 100 mm představuje standardní volbu, která se hodí do široké škály rezonátorových dutin. Vynikající povrchová leštěnost, optická průhlednost a mechanická pevnost rubínové tyče z ní činí trvalou a spolehlivou volbu, a to i s objevováním nových technologií.

Pošlete nám e-mail

Funkce

Podrobný diagram

Zavedení

Princip výroby

Výroba rubínové tyčinky zahrnuje pokročilé techniky pěstování krystalů, jako je Verneuilova metoda plamenného tavení nebo Czochralského metoda tažení. Během syntézy je oxid hlinitý dopován přesnou koncentrací oxidu chromu, čímž se vytváří jednotný rubínový krystal. Jakmile je kulička vypěstována, je orientována, nakrájena a tvarována do rubínové tyčinky požadovaných rozměrů – v tomto případě 100 mm.

Každá rubínová tyčinka poté podléhá přísným postupům leštění a povlakování. Čelní plochy jsou lapovány a leštěny do laserové rovinnosti (λ/10 nebo lepší) a mohou být potaženy dielektrickými vrstvami s vysokou odrazivostí (HR) nebo antireflexní vrstvou (AR), aby vyhovovaly specifickým konstrukcím laserových dutin. Rubínová tyčinka musí být bez vměstků a pruhů, aby bylo zajištěno konzistentní optické čerpání a minimální ztráty rozptylem.

Ionty chromu v rubínové tyčince absorbují světlo v zelenomodrém spektrálním rozsahu. Při buzení zábleskovou lampou se excitují do vyššího energetického stavu. Jakmile se vrátí do základního stavu, emitují koherentní červené fotony, čímž iniciují řetězovou reakci stimulované emise – a tím produkují laserový výstup. Rubínová tyčinka o délce 100 mm je navržena tak, aby dosahovala efektivního ukládání energie a optimálního trvání fluorescence.

Parametr

Vlastnictví	Hodnota
Chemický vzorec	Cr³⁺:Al₂O₃
Krystalový systém	Trigonální
Rozměry jednotkové buňky (šestiúhelníkové)	a = 4,785 Åc = 12,99 Å
Hustota rentgenového záření	3,98 g/cm³
Bod tání	2040 °C
Tepelná roztažnost při 323 K	Kolmo k ose c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Rovnoběžně s osou c: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹
Tepelná vodivost při 300 K	28 W/m·K
Tvrdost	Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm²
Youngův modul	345 GPa
Měrná tepelná kapacita při 291 K	761 J/kg·K
Parametr odolnosti proti tepelnému namáhání (Rₜ)	34 W/cm

Aplikace rubínových tyčí v různých odvětvích

Rubínové tyčinky, vyrobené ze syntetického monokrystalického oxidu hlinitého dopovaného ionty chromu, jsou vysoce ceněny pro svou jedinečnou kombinaci fyzikální tvrdosti, chemické stability a výrazných optických vlastností. Díky těmto vlastnostem jsou rubínové tyčinky prémiovým materiálem pro širokou škálu průmyslových, vědeckých a přesných aplikací. Níže jsou uvedena klíčová odvětví, kde rubínové tyčinky i nadále vykazují mimořádnou hodnotu:

1. Laserová technologie a fotonika

Rubínové tyčinky slouží jako zesilovací médium v rubínových laserech a při optickém buzení emitují červené světlo o vlnové délce 694,3 nm. Zatímco moderní alternativy, jako jsou Nd:YAG a vláknové lasery, dominují trhu, rubínové lasery jsou stále preferovány ve specializovaných oblastech, jako jsou:

Lékařská dermatologie (odstraňování tetování a lézí)
Vzdělávací demonstrační nástroje
Optický výzkum vyžadující dlouhé trvání pulzů a vysokou kvalitu paprsku

Vynikající optická čistota a účinnost přeměny energie rubínu ho činí ideálním pro přesné fotonické řízení a emisi.

2. Přesné inženýrství a metrologie

Díky své vysoké tvrdosti (Mohsova stupnice 9) se rubínové tyče široce používají v kontaktních měřicích systémech, včetně:

Hroty doteků v souřadnicových měřicích strojích (CMM)
Sondy v přesných kontrolních nástrojích
Vysoce přesné referenční body v optických a mechanických měřidlech

Tyto nástroje se spoléhají na odolnost rubínu vůči deformaci, což zajišťuje konzistentní a dlouhodobou přesnost měření bez opotřebení.

3. Aplikace v hodinářství a mikroložiscích

V luxusním hodinářství se rubínové tyčinky zpracovávají na ložiska drahokamů – drobné součástky, které snižují tření a opotřebení v mechanických hodinkových strojcích. Jejich nízký koeficient tření a vynikající tvrdost přispívají k:

Plynulý chod ozubených soukolí
Prodloužená životnost vnitřních částí hodinek
Vylepšená stabilita měření času

Kromě hodinek se rubínové tyče používají také v mikromotorech, senzorech průtoku a gyroskopech, kde je vyžadováno ultranízké tření a spolehlivost.

4. Letecké a vakuové systémy

V leteckém, satelitním a vysokovakuovém prostředí se rubínové tyče používají jako distanční vložky, podpěrné kolíky a optické vodiče. Mezi jejich klíčové výhody patří:

Nereaktivní chování v chemicky agresivním prostředí
Vynikající tepelná odolnost a rozměrová stabilita
Nulové magnetické rušení pro elektromagneticky citlivá zařízení

Díky těmto vlastnostem mohou rubínové tyče bezchybně fungovat i v extrémních podmínkách, včetně vystavení záření, rychlých teplotních změn a vakuového namáhání.

5. Analytické a lékařské přístroje

Rubínové tyče hrají zásadní roli v sofistikované instrumentaci, zejména tam, kde je kritická biokompatibilita a chemická inertnost. Mezi aplikace patří:

Sondy se safírovým hrotem ve spektroskopii a diagnostice
Přesné trysky nebo komponenty pro regulaci průtoku v analyzátorech
Vysoce odolné tyče v laboratorních automatizačních zařízeních

Díky svému čistému, stabilnímu povrchu a odolnosti vůči korozi jsou ideální pro kontakt s biologickými vzorky nebo reaktivními tekutinami.

6. Luxusní produkty a funkční design

Kromě čisté funkčnosti se rubínové tyčinky občas integrují do luxusních per, kompasů, šperků a optických dalekohledů – slouží jako konstrukční i dekorativní prvky. Jejich tmavě červená barva a leštěné povrchy přispívají k: