Ruby Rod ขนาด 100 มม.: เลเซอร์ขนาดกลางที่มีความแม่นยำสำหรับการใช้งานทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม

คำอธิบายสั้น ๆ :

แท่งทับทิมขนาด 100 มม. เป็นสื่อกลางเลเซอร์โซลิดสเตตที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยมีลักษณะเด่นคือความยาวคลื่นการปล่อยแสงสีแดงสดใสที่ 694.3 นาโนเมตร แท่งทับทิมนี้ประกอบด้วยคอรันดัมสังเคราะห์ (Al₂O₃) ที่เจือด้วยไอออนโครเมียม (Cr³⁺) ซึ่งมีเสถียรภาพทางความร้อนและแสงที่ยอดเยี่ยม จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบเลเซอร์พลังงานต่ำถึงปานกลางต่างๆ ด้วยความยาว 100 มม. แท่งทับทิมนี้จึงสมดุลระหว่างความจุในการกักเก็บพลังงานและการออกแบบที่กะทัดรัด ช่วยให้สามารถผสานเข้ากับอุปกรณ์เลเซอร์ด้านการศึกษา วิทยาศาสตร์ และอุตสาหกรรมบางประเภทได้อย่างยืดหยุ่น

แท่งทับทิมทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานของเลเซอร์ในห้องปฏิบัติการออปติก การสาธิตเลเซอร์ และระบบการจัดตำแหน่งที่แม่นยำมานานหลายทศวรรษ ขนาด 100 มม. ถือเป็นตัวเลือกมาตรฐานที่เหมาะกับโพรงเรโซเนเตอร์หลากหลายประเภท การขัดเงาพื้นผิวที่ยอดเยี่ยม ความโปร่งใสทางแสง และความแข็งแรงเชิงกลของแท่งทับทิมทำให้เป็นตัวเลือกที่คงทนและเชื่อถือได้แม้ว่าจะมีเทคโนโลยีใหม่ๆ เกิดขึ้นก็ตาม

ส่งอีเมล์ถึงเรา

คุณสมบัติ

แผนภาพรายละเอียด

การแนะนำ

หลักการผลิต

การผลิตแท่งทับทิมเกี่ยวข้องกับเทคนิคการปลูกผลึกขั้นสูง เช่น วิธีการหลอมรวมด้วยเปลวไฟของ Verneuil หรือวิธีการดึงของ Czochralski ในระหว่างการสังเคราะห์ อะลูมิเนียมออกไซด์จะถูกเจือด้วยโครเมียมออกไซด์ในความเข้มข้นที่แม่นยำเพื่อสร้างผลึกทับทิมที่สม่ำเสมอ เมื่อปลูกลูกบูลแล้ว จะถูกวางแนว หั่น และขึ้นรูปเป็นแท่งทับทิมที่มีขนาดตามต้องการ ซึ่งในกรณีนี้คือ 100 มม.

จากนั้นแท่งทับทิมแต่ละแท่งจะต้องผ่านขั้นตอนการขัดและเคลือบที่เข้มงวด โดยส่วนปลายของหน้าจะถูกขัดและขัดให้มีความเรียบตามมาตรฐานเลเซอร์ (λ/10 หรือดีกว่า) และอาจเคลือบด้วยชั้นไดอิเล็กตริกสะท้อนแสงสูง (HR) หรือป้องกันแสงสะท้อน (AR) เพื่อให้เหมาะกับการออกแบบโพรงเลเซอร์โดยเฉพาะ แท่งทับทิมจะต้องไม่มีสิ่งเจือปนและรอยหยักเพื่อให้การปั๊มแสงมีความสม่ำเสมอและการสูญเสียจากการกระเจิงน้อยที่สุด

ไอออนโครเมียมภายในแท่งทับทิมจะดูดซับแสงในช่วงสเปกตรัมสีเขียว/น้ำเงิน เมื่อถูกสูบด้วยไฟฉาย ไอออนโครเมียมจะถูกกระตุ้นไปยังสถานะพลังงานที่สูงขึ้น เมื่อไอออนโครเมียมกลับสู่สถานะพื้นฐาน ไอออนโครเมียมจะปล่อยโฟตอนสีแดงที่สอดคล้องกัน ซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ของการแผ่รังสีที่ถูกกระตุ้น จึงทำให้เกิดเอาต์พุตของเลเซอร์ แท่งทับทิมขนาด 100 มม. ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถเก็บพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีระยะเวลาการเรืองแสงที่เหมาะสมที่สุด

พารามิเตอร์

คุณสมบัติ	ค่า
สูตรทางเคมี	Cr³⁺:Al₂O₃
ระบบคริสตัล	สามเหลี่ยม
ขนาดเซลล์ยูนิต (หกเหลี่ยม)	ก = 4.785 Åc = 12.99 Å
ความหนาแน่นของรังสีเอกซ์	3.98 ก./ซม.³
จุดหลอมเหลว	2040 องศาเซลเซียส
การขยายตัวเนื่องจากความร้อนที่ 323 K	ตั้งฉากกับแกน c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹ขนานกับแกน c: 6.7 × 10⁻⁶ K⁻¹
การนำความร้อน @ 300 K	28 วัตต์/ม.·เคลวิน
ความแข็ง	โมห์ส: 9, นอป: 2000 กก./ตร.มม.
โมดูลัสของยัง	เกรดเฉลี่ย 345
ความร้อนจำเพาะที่ 291 K	761 จ/กก.·เคล
พารามิเตอร์ความต้านทานความเครียดจากความร้อน (Rₜ)	34 วัตต์/ซม.

การใช้งานแท่งทับทิมในอุตสาหกรรมต่างๆ

แท่งทับทิมซึ่งประดิษฐ์จากอะลูมิเนียมออกไซด์ผลึกเดี่ยวสังเคราะห์ที่เจือด้วยไอออนโครเมียม ได้รับการยกย่องอย่างสูงเนื่องจากมีความแข็งแกร่งทางกายภาพ ความเสถียรทางเคมี และคุณสมบัติทางแสงที่โดดเด่น คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้แท่งทับทิมเป็นวัสดุระดับพรีเมียมสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และความแม่นยำที่หลากหลาย ด้านล่างนี้คือภาคส่วนสำคัญที่แท่งทับทิมยังคงแสดงให้เห็นถึงคุณค่าที่โดดเด่น:

1. เทคโนโลยีเลเซอร์และโฟโตนิกส์

แท่งทับทิมทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการเพิ่มอัตราขยายในเลเซอร์ทับทิม โดยปล่อยแสงสีแดงที่ 694.3 นาโนเมตรเมื่อปั๊มด้วยแสง ในขณะที่ทางเลือกที่ทันสมัย เช่น Nd:YAG และเลเซอร์ไฟเบอร์ครองตลาด เลเซอร์ทับทิมยังคงได้รับความนิยมในสาขาเฉพาะทาง เช่น:

การแพทย์ผิวหนัง (ลบรอยสักและรอยโรค)
เครื่องมือสาธิตการศึกษา
การวิจัยทางแสงที่ต้องใช้ระยะเวลาพัลส์ยาวและคุณภาพลำแสงสูง

ความคมชัดของแสงที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของทับทิมทำให้เหมาะสำหรับการควบคุมและการปล่อยโฟตอนิกที่แม่นยำ

2. วิศวกรรมแม่นยำและมาตรวิทยา

เนื่องจากมีความแข็งสูง (ระดับโมส์ 9) แท่งทับทิมจึงถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบการวัดแบบสัมผัส รวมถึง:

หัวสไตลัสในเครื่องวัดพิกัด (CMM)
หัววัดในเครื่องมือตรวจสอบความแม่นยำ
จุดอ้างอิงความแม่นยำสูงในเกจวัดแบบออปติคอลและเชิงกล

เครื่องมือเหล่านี้อาศัยคุณสมบัติต้านทานการเสียรูปของทับทิม ช่วยให้วัดได้แม่นยำและสม่ำเสมอในระยะยาวโดยไม่สึกหรอ

3. การทำนาฬิกาและการใช้งานไมโครแบริ่ง

ในนาฬิการะดับไฮเอนด์ แท่งทับทิมจะถูกนำไปแปรรูปเป็นตลับลูกปืนสำหรับอัญมณี ซึ่งเป็นชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ช่วยลดแรงเสียดทานและการสึกหรอของกลไกนาฬิกาเชิงกล โดยมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำและมีความแข็งเหนือกว่า จึงทำให้:

การทำงานของชุดเกียร์ราบรื่น
อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นของชิ้นส่วนภายในนาฬิกา
ปรับปรุงเสถียรภาพของการบอกเวลา

นอกเหนือจากนาฬิกาแล้ว แท่งทับทิมยังใช้ในไมโครมอเตอร์ เซนเซอร์การไหล และไจโรสโคป ซึ่งต้องการแรงเสียดทานต่ำเป็นพิเศษและความน่าเชื่อถือ

4. ระบบอวกาศและสุญญากาศ

ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ดาวเทียม และสภาพแวดล้อมที่มีสุญญากาศสูง แท่งทับทิมถูกใช้เป็นตัวเว้นระยะ หมุดรองรับ และตัวนำแสง ข้อได้เปรียบที่สำคัญ ได้แก่:

พฤติกรรมไม่ตอบสนองในสภาพแวดล้อมที่มีสารเคมีกัดกร่อน
ทนทานต่อความร้อนและมีเสถียรภาพของขนาดได้ดีเยี่ยม
การรบกวนแม่เหล็กเป็นศูนย์สำหรับอุปกรณ์ที่ไวต่อแม่เหล็กไฟฟ้า

คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยให้แท่งทับทิมสามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบภายใต้สภาวะที่รุนแรง เช่น การได้รับรังสี การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว และความเครียดจากสุญญากาศ

5. เครื่องมือวิเคราะห์และการแพทย์

แท่งทับทิมมีบทบาทสำคัญในเครื่องมือวัดที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความเฉื่อยของสารเคมีมีความสำคัญ การใช้งาน ได้แก่:

หัววัดปลายแซฟไฟร์ในการสเปกโตรสโคปีและการวินิจฉัย
หัวฉีดแม่นยำหรือส่วนประกอบควบคุมการไหลในเครื่องวิเคราะห์
แท่งที่มีความทนทานสูงในอุปกรณ์อัตโนมัติในห้องปฏิบัติการ

พื้นผิวที่สะอาดและมั่นคง รวมไปถึงความทนทานต่อการกัดกร่อนทำให้เหมาะสำหรับการสัมผัสกับตัวอย่างทางชีวภาพหรือของเหลวที่มีปฏิกิริยา

6. สินค้าหรูหราและการออกแบบที่ใช้งานได้จริง

นอกเหนือจากการใช้งานจริงแล้ว แท่งทับทิมยังถูกนำไปใช้ในปากกา เข็มทิศ เครื่องประดับ และกล้องส่องทางไกลระดับหรูอีกด้วย โดยทำหน้าที่เป็นทั้งองค์ประกอบเชิงโครงสร้างและเชิงตกแต่ง สีแดงเข้มและพื้นผิวขัดเงาของแท่งทับทิมช่วยทำให้: