100mm 루비 로드: 과학 및 산업 응용 분야를 위한 정밀 레이저 매체
상세 다이어그램


소개
100mm 루비 막대는 널리 사용되는 고체 레이저 이득 매질로, 694.3nm의 선명한 적색 방출 파장을 특징으로 합니다. 크롬 이온(Cr³⁺)이 도핑된 합성 강옥(Al₂O₃)으로 제작된 이 루비 막대는 뛰어난 열적 및 광학적 안정성을 제공하여 다양한 저에너지 및 중에너지 레이저 시스템에 이상적입니다. 100mm 길이의 루비 막대는 에너지 저장 용량과 컴팩트한 디자인의 균형을 이루어 교육, 과학 및 일부 산업용 레이저 장치에 유연하게 통합할 수 있습니다.
수십 년 동안 루비 막대는 광학 연구실, 레이저 시연, 정밀 정렬 시스템에서 기본적인 레이저 부품으로 사용되어 왔습니다. 100mm 크기는 다양한 공진기 공동에 적합한 표준 선택입니다. 루비 막대의 탁월한 표면 광택, 광학적 투명도, 그리고 기계적 강도는 새로운 기술이 등장하더라도 내구성과 신뢰성을 보장합니다.
제조 원리
루비 막대의 생산에는 베르누이 화염 용융법이나 초크랄스키 인발법과 같은 첨단 결정 성장 기술이 사용됩니다. 합성 과정에서 산화알루미늄에 정밀한 농도의 산화크롬을 도핑하여 균일한 루비 결정을 만듭니다. 불(boule)이 성장하면, 원하는 크기(이 경우 100mm)의 루비 막대 모양으로 배열하고, 슬라이스하고, 성형합니다.
각 루비 막대는 엄격한 연마 및 코팅 과정을 거칩니다. 끝면은 레이저 등급 평탄도(λ/10 이상)로 래핑 및 연마되며, 특정 레이저 캐비티 설계에 맞게 고반사율(HR) 또는 무반사율(AR) 유전체층으로 코팅될 수 있습니다. 루비 막대는 일관된 광학 펌핑과 최소한의 산란 손실을 보장하기 위해 내포물과 줄무늬가 없어야 합니다.
루비 막대 내부의 크롬 이온은 녹색/청색 스펙트럼 영역의 빛을 흡수합니다. 플래시램프에 의해 펌핑되면 더 높은 에너지 상태로 여기됩니다. 바닥 상태로 돌아오면서 결맞는 적색 광자를 방출하여 유도 방출 연쇄 반응을 일으켜 레이저 출력을 생성합니다. 100mm 루비 막대는 효율적인 에너지 저장과 최적의 형광 지속 시간을 달성하도록 설계되었습니다.
매개변수
재산 | 값 |
화학식 | Cr³⁺:Al₂O₃ |
크리스탈 시스템 | 삼방정계 |
단위 셀 치수(육각형) | a = 4.785 Å = 12.99 Å |
X선 밀도 | 3.98g/cm³ |
녹는점 | 2040°C |
323K에서의 열팽창 | c축에 수직: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹c축에 평행: 6.7 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
300K에서의 열전도도 | 28W/m·K |
경도 | 모스: 9, 누프: 2000 kg/mm² |
영률 | 345 GPa |
비열 @ 291 K | 761 J/kg·K |
열 응력 저항 매개변수(Rₜ) | 34W/cm |
산업 전반에 걸친 루비 막대의 적용
크롬 이온이 도핑된 합성 단결정 산화알루미늄으로 제작된 루비 막대는 뛰어난 물리적 경도, 화학적 안정성, 그리고 뛰어난 광학적 특성의 독특한 조합으로 높은 가치를 인정받고 있습니다. 이러한 특성 덕분에 루비 막대는 다양한 산업, 과학 및 정밀 응용 분야에서 고급 소재로 활용되고 있습니다. 루비 막대가 지속적으로 탁월한 가치를 입증하는 주요 분야는 다음과 같습니다.
1. 레이저 기술 및 광자공학
루비 막대는 루비 레이저의 이득 매질 역할을 하며, 광학적으로 펌핑될 때 694.3nm의 적색광을 방출합니다. Nd:YAG 레이저나 파이버 레이저와 같은 최신 대안들이 시장을 장악하고 있지만, 루비 레이저는 다음과 같은 특수 분야에서 여전히 선호됩니다.
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피부과(문신 및 병변 제거)
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교육용 시연 도구
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긴 펄스 지속 시간과 높은 빔 품질이 필요한 광학 연구
루비는 뛰어난 광학적 투명성과 에너지 변환 효율을 가지고 있어 정밀한 광자 제어와 방출에 이상적입니다.
2. 정밀공학 및 계측학
루비 막대는 높은 경도(모스 경도 9) 덕분에 다음을 포함한 접촉 기반 측정 시스템에 널리 사용됩니다.
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좌표 측정기(CMM)의 스타일러스 팁
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정밀 검사 도구의 프로브
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광학 및 기계 게이지의 고정밀 기준점
이러한 도구는 루비의 변형 저항성을 활용하여 마모 없이 일관되고 장기적인 측정 정확도를 보장합니다.
3. 시계 제작 및 마이크로 베어링 응용 분야
고급 시계 제작에서 루비 막대는 보석 베어링으로 가공됩니다. 보석 베어링은 기계식 시계 무브먼트의 마찰과 마모를 줄이는 작은 부품입니다. 낮은 마찰 계수와 뛰어난 경도는 다음과 같은 이점을 제공합니다.
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기어 트레인의 원활한 작동
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시계 내부 부품의 수명 연장
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향상된 시간 유지 안정성
루비 막대는 시계 외에도 매우 낮은 마찰과 신뢰성이 요구되는 마이크로 모터, 유량 센서, 자이로스코프에도 사용됩니다.
4. 항공우주 및 진공 시스템
항공우주, 위성 및 고진공 환경에서 루비 막대는 스페이서, 지지 핀 및 광학 가이드로 사용됩니다. 주요 장점은 다음과 같습니다.
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화학적으로 공격적인 환경에서의 비반응성 행동
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우수한 내열성 및 치수 안정성
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전자파에 민감한 장치에 대한 자기 간섭 없음
이러한 특징 덕분에 루비 막대는 방사선 노출, 급격한 온도 변화, 진공 응력을 포함한 극한의 조건에서도 완벽하게 작동할 수 있습니다.
5. 분석 및 의료 기기
루비 막대는 정교한 계측 장비, 특히 생체 적합성과 화학적 불활성이 중요한 분야에서 필수적인 역할을 합니다. 적용 분야는 다음과 같습니다.
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분광학 및 진단 분야의 사파이어 팁 프로브
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분석기의 정밀 노즐 또는 유량 제어 구성 요소
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실험실 자동화 장비의 고내구성 막대
깨끗하고 안정적인 표면과 부식에 대한 저항성 덕분에 생물학적 샘플이나 반응성 유체와의 접촉에 이상적입니다.
6. 럭셔리 제품과 기능적 디자인
루비 막대는 단순한 기능성을 넘어 고급 펜, 나침반, 보석류, 광학 망원경 등에 사용되어 구조적 요소와 장식적 요소로 활용되기도 합니다. 짙은 붉은색과 광택이 나는 표면은 다음과 같은 효과를 냅니다.
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미적 세련미
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정밀성과 내구성의 상징적 표현
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고급 시장에서 향상된 제품 가치 인식