Asta di rubinu di 100 mm: Mediu laser di precisione per applicazioni scientifiche è industriali
Diagramma dettagliatu


Introduzione
A barra di rubinu di 100 mm hè un mediu di guadagnu laser à statu solidu largamente utilizatu, carattarizatu da a so lunghezza d'onda di emissione rossa viva à 694,3 nm. Custruita da corindone sinteticu (Al₂O₃) drogatu cù ioni di cromu (Cr³⁺), sta barra di rubinu offre una eccellente stabilità termica è ottica, rendendula ideale per diversi sistemi laser di bassa è media energia. Cù una lunghezza di 100 mm, a barra di rubinu equilibra a capacità di accumulazione di energia è u disignu compactu, permettendu una integrazione flessibile in dispositivi laser educativi, scientifichi è alcuni industriali.
Per decennii, a barra di rubinu hè stata un cumpunente laser fundamentale in i laboratori ottici, e dimostrazioni laser è i sistemi di allineamentu di precisione. A dimensione di 100 mm rapprisenta una scelta standard chì si adatta à una larga gamma di cavità di risonatore. L'eccellente lucidatura superficiale, a trasparenza ottica è a resistenza meccanica di a barra di rubinu ne facenu una scelta durevule è affidabile ancu cù l'emergere di nuove tecnulugie.
Principiu di fabricazione
A pruduzzione di a verga di rubinu implica tecniche avanzate di crescita di cristalli cum'è u metudu di fusione à fiamma Verneuil o u metudu di tirata Czochralski. Durante a sintesi, l'ossidu d'aluminiu hè dopatu cù una cuncentrazione precisa d'ossidu di cromu per creà un cristallu di rubinu uniforme. Una volta chì a boule hè cresciuta, hè orientata, tagliata è modellata in una verga di rubinu di e dimensioni desiderate - 100 mm in questu casu.
Ogni verga di rubinu hè tandu sottumessa à prucedure strette di lucidatura è rivestimentu. E facce terminali sò sovrapposte è lucidate à una planarità di qualità laser (λ/10 o megliu) è ponu esse rivestite cù strati dielettrici ad alta riflettività (HR) o antiriflessione (AR) per adattassi à disinni specifici di cavità laser. A verga di rubinu deve esse priva d'inclusioni è striature per assicurà un pompaggio otticu consistente è una perdita minima di scattering.
L'ioni di cromu in a barra di rubinu assorbenu a luce in a gamma spettrale verde/blu. Quandu sò pompati da una lampada flash, sò eccitati à un statu di energia più altu. Mentre tornanu à u so statu fundamentale, emettenu fotoni rossi coerenti, iniziendu una reazione à catena di emissione stimulata, producendu cusì una pruduzzione laser. A barra di rubinu di 100 mm hè cuncipita per ottene un accumulu di energia efficiente è una durata di fluorescenza ottimale.
Parametru
Pruprietà | Valore |
Formula chimica | Cr³⁺:Al₂O₃ |
Sistema Cristallinu | Trigonale |
Dimensioni di a cella unitaria (esagonali) | a = 4,785 Åc = 12,99 Å |
Densità di i raggi X | 3,98 g/cm³ |
Puntu di fusione | 2040°C |
Espansione termica à 323 K | Perpendiculare à l'asse c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹Parallela à l'asse c: 6,7 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
Cunduttività termica à 300 K | 28 W/m·K |
Durezza | Mohs: 9, Knoop: 2000 kg/mm² |
Modulu di Young | 345 GPa |
Calore Specificu @ 291 K | 761 J/kg·K |
Parametru di Resistenza à u Stress Termicu (Rₜ) | 34 W/cm |
Applicazioni di e barre di rubinu in tutte l'industrie
I bastoncini di rubinu, fabbricati da ossidu d'aluminiu monocristallinu sinteticu drogatu cù ioni di cromu, sò assai apprezzati per a so cumbinazione unica di durezza fisica, stabilità chimica è proprietà ottiche sorprendenti. Queste caratteristiche rendenu i bastoncini di rubinu un materiale premium per una vasta gamma di applicazioni industriali, scientifiche è di precisione. Quì sottu sò i settori chjave induve i bastoncini di rubinu continuanu à dimustrà un valore eccezziunale:
1. Tecnulugia Laser è Fotonica
I bastoncini di rubinu servenu cum'è mezu di guadagnu in i laser di rubinu, emettendu luce rossa à 694,3 nm quandu sò pompati otticamente. Mentre chì l'alternative muderne cum'è i laser Nd: YAG è in fibra dominanu u mercatu, i laser di rubinu sò sempre preferiti in campi specializati cum'è:
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Dermatologia medica (rimozione di tatuaggi è lesioni)
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Strumenti di dimostrazione educativa
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Ricerca ottica chì richiede lunghe durate d'impulsi è alta qualità di u fasciu
L'eccellente chiarezza ottica è l'efficienza di cunversione energetica di u rubinu u rendenu ideale per un cuntrollu fotonicu precisu è l'emissione.
2. Ingegneria di precisione è metrologia
Grazie à a so alta durezza (scala Mohs 9), e barre di rubinu sò largamente aduprate in sistemi di misurazione basati nantu à u cuntattu, cumpresi:
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Punte di stilo in macchine di misurazione a coordinate (CMM)
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Sonde in strumenti d'ispezione di precisione
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Punti di riferimentu d'alta precisione in calibri ottici è meccanichi
Questi strumenti si basanu nantu à a resistenza di u rubinu à a deformazione, assicurendu una precisione di misurazione consistente è à longu andà senza usura.
3. Applicazioni di l'orologeria è di i microcuscinetti
In l'orologeria di alta gamma, e barre di rubino sò trasfurmate in cuscinetti per gioielli - picculi cumpunenti chì riducenu l'attritu è l'usura in i movimenti di l'orologi meccanichi. U so bassu coefficiente d'attritu è a so durezza superiore contribuiscenu à:
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Funziunamentu lisciu di i treni d'ingranaggi
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Durata di vita estesa di e parti interne di l'orologio
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Stabilità di cronometraggio migliorata
Oltre à l'orologi, e barre di rubinu sò ancu aduprate in micromotori, sensori di flussu è giroscopi induve sò necessarii attriti è affidabilità ultra bassi.
4. Sistemi Aerospaziali è di Vuoto
In l'ambiente aerospaziale, satellitare è à altu vuotu, e barre di rubinu sò aduprate cum'è distanziatori, perni di supportu è guide ottiche. I so principali vantaghji includenu:
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Cumportamentu non reattivu in ambienti chimicamente aggressivi
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Eccellente resistenza termica è stabilità dimensionale
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Zero interferenza magnetica per i dispositivi sensibili à l'elettromagnetiche
Queste caratteristiche permettenu à e barre di rubinu di funziunà senza prublemi in cundizioni estreme, cumprese l'esposizione à e radiazioni, i cambiamenti rapidi di temperatura è u stress di u vacuum.
5. Dispositivi Analitici è Medici
I bastoncini di rubinu ghjocanu un rolu essenziale in a strumentazione sofisticata, in particulare induve a biocompatibilità è l'inerzia chimica sò critiche. L'applicazioni includenu:
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Sonde cù punta di zaffiro in spettroscopia è diagnostica
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Ugelli di precisione o cumpunenti di cuntrollu di flussu in analizzatori
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Barre di alta durata in apparecchiature di automatizazione di laboratoriu
A so superficia pulita è stabile è a so resistenza à a currusione li rendenu ideali per u cuntattu cù campioni biologichi o fluidi reattivi.
6. Prodotti di lussu è design funzionale
Oltre à a pura funziunalità, e barre di rubinu sò qualchì volta integrate in penne di lussu, bussole, gioielli è telescopi ottici, servendu sia cum'è elementi strutturali sia decorativi. U so culore rossu intensu è e superfici lucidate contribuiscenu à:
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Raffinamentu esteticu
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Rappresentazione simbolica di precisione è durabilità
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Valore percepitu di u produttu miglioratu in i mercati di fascia alta