115mm 루비 로드: 향상된 펄스 레이저 시스템을 위한 확장 길이 크리스털
상세 다이어그램
개요
115mm 루비 로드는 펄스형 고체 레이저 시스템용으로 설계된 고성능의 긴 길이 레이저 크리스털입니다. 크롬 이온(Cr³⁺)이 주입된 산화 알루미늄 매트릭스(Al₂O₃)인 합성 루비로 제작된 이 루비 로드는 일관된 성능, 뛰어난 열전도도, 그리고 694.3nm에서 안정적인 방출을 제공합니다. 115mm 루비 로드는 표준 모델보다 길이가 길어 이득이 향상되어 펄스당 더 높은 에너지 저장량을 제공하고 전반적인 레이저 효율을 향상시킵니다.
투명도, 경도, 그리고 스펙트럼 특성으로 유명한 루비 로드는 과학, 산업, 교육 분야에서 여전히 귀중한 레이저 소재로 자리 잡고 있습니다. 115mm의 길이는 펌핑 시 탁월한 광 흡수를 가능하게 하여 더욱 밝고 강력한 적색 레이저 출력을 제공합니다. 고급 실험실 장비든 OEM 시스템이든, 루비 로드는 제어된 고강도 출력을 위한 신뢰할 수 있는 레이저 매질임을 입증합니다.
제작 및 결정 공학
루비 막대 제작에는 초크랄스키 기법을 이용한 단결정 성장이 포함됩니다. 이 방법에서는 사파이어의 종자 결정을 고순도 산화알루미늄과 산화크롬의 용융 혼합물에 담급니다. 이 부울을 천천히 당기고 회전시켜 완벽하고 광학적으로 균일한 루비 잉곳을 형성합니다. 그런 다음 루비 막대를 추출하여 115mm 길이로 성형하고 광학 시스템의 요구 사항에 따라 정밀한 치수로 절단합니다.
각 루비 막대는 원통형 표면과 단면을 꼼꼼하게 연마합니다. 이 면들은 레이저 수준의 평탄도를 유지하며, 일반적으로 유전체 코팅이 적용됩니다. 루비 막대의 한쪽 끝에는 고반사(HR) 코팅이 적용되고, 다른 쪽 끝에는 시스템 설계에 따라 부분 투과 출력 커플러(OC) 또는 반사 방지(AR) 코팅이 적용됩니다. 이러한 코팅은 내부 광자 반사를 극대화하고 에너지 손실을 최소화하는 데 필수적입니다.
루비 막대의 크롬 이온은 펌핑 광, 특히 청록색 스펙트럼 영역에서 빛을 흡수합니다. 여기되면 이러한 이온은 준안정 에너지 준위로 전이합니다. 자극 방출 시, 루비 막대는 결맞는 적색 레이저 광을 방출합니다. 115mm 루비 막대의 더 긴 기하학적 구조는 광자 이득을 위한 더 긴 경로 길이를 제공하는데, 이는 펄스 스태킹 및 증폭 시스템에 매우 중요합니다.
핵심 애플리케이션
탁월한 경도, 열전도도, 광학적 투명성으로 유명한 루비 막대는 고정밀 산업 및 과학 분야에서 널리 사용됩니다. 소량의 크롬(Cr³⁺)이 도핑된 단결정 산화알루미늄(Al₂O₃)을 주성분으로 하는 루비 막대는 뛰어난 기계적 강도와 고유한 광학적 특성을 결합하여 다양한 첨단 기술에 필수적인 소재로 자리 잡았습니다.
1.레이저 기술
루비 막대의 가장 중요한 용도 중 하나는 고체 레이저입니다. 최초로 개발된 레이저 중 하나인 루비 레이저는 합성 루비 결정을 이득 매질로 사용합니다. 광학적으로 펌핑될 때(일반적으로 플래시 램프 사용), 이 막대는 694.3nm 파장의 간섭성 적색광을 방출합니다. 새로운 레이저 재료에도 불구하고, 루비 레이저는 홀로그래피, 피부과(문신 제거), 과학 실험과 같이 긴 펄스 지속 시간과 안정적인 출력이 중요한 응용 분야에서 여전히 사용되고 있습니다.
2.광학 기기
루비 막대는 뛰어난 광 투과율과 긁힘 방지 특성으로 인해 정밀 광학 기기에 자주 사용됩니다. 뛰어난 내구성 덕분에 혹독한 환경에서도 오랫동안 성능을 유지합니다. 이 막대는 빔 분할기, 광 분리기, 고정밀 광자 소자의 구성 요소로 사용될 수 있습니다.
3.고마모 부품
기계 및 계측 시스템에서 루비 막대는 내마모성 부품으로 사용됩니다. 루비 막대는 일관된 성능과 치수 안정성이 요구되는 시계 베어링, 정밀 게이지, 유량계 등에 널리 사용됩니다. 루비는 높은 경도(모스 경도 9)를 가지고 있어 장기간의 마찰과 압력에도 열화 없이 견딜 수 있습니다.
4.의료 및 분석 장비
루비 막대는 특수 의료 기기 및 분석 기기에 사용되기도 합니다. 생체 적합성과 불활성 특성 덕분에 민감한 조직이나 화학물질과의 접촉에 적합합니다. 실험실에서는 고성능 측정 프로브 및 감지 시스템에 루비 막대를 사용할 수 있습니다.
5.과학 연구
물리학과 재료과학에서 루비 막대는 기기 교정, 광학 특성 연구, 또는 다이아몬드 앤빌 셀의 압력 지표 역할을 하는 기준 물질로 사용됩니다. 특정 조건에서 루비 막대의 형광은 연구자들이 다양한 환경에서 응력과 온도 분포를 분석하는 데 도움이 됩니다.
결론적으로, 루비 막대는 정밀성, 내구성, 그리고 광학 성능이 매우 중요한 산업 전반에서 필수적인 소재로 자리 잡고 있습니다. 재료 과학의 발전에 따라 루비 막대의 새로운 용도가 끊임없이 연구되고 있으며, 이는 미래 기술 분야에서의 활용 가능성을 보장합니다.
핵심 사양
| 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 |
자주 묻는 질문(FAQ)
Q1: 왜 짧은 막대 대신 115mm 루비 막대를 선택해야 할까요?
루비 막대가 길수록 에너지 저장량이 늘어나고 상호작용 시간도 길어져 이득이 높아지고 에너지 전달도 좋아집니다.
Q2: 루비 막대는 Q-스위칭에 적합한가요?
네. 루비 막대는 수동 또는 능동 Q-스위칭 시스템과 잘 작동하며, 제대로 정렬하면 강력한 펄스 출력을 생성합니다.
Q3: 루비 막대는 어떤 온도 범위를 견딜 수 있나요?
루비 막대는 수백 섭씨 온도까지 열적으로 안정적입니다. 그러나 레이저 작동 시에는 열 관리 시스템을 사용하는 것이 좋습니다.
Q4: 코팅은 루비 막대의 성능에 어떤 영향을 미치나요?
고품질 코팅은 반사율 손실을 최소화하여 레이저 효율을 향상시킵니다. 부적절한 코팅은 레이저 손상이나 이득 감소를 초래할 수 있습니다.
질문 5: 115mm 루비 막대는 짧은 막대보다 무겁거나 더 약합니까?
루비 막대는 약간 더 무겁지만, 뛰어난 기계적 강도를 유지합니다. 다이아몬드 다음으로 경도가 높으며, 긁힘이나 열 충격에 강합니다.
Q6: 루비로드에 가장 적합한 펌프 소스는 무엇입니까?
전통적으로는 제논 플래시램프가 사용되었지만, 최신 시스템에서는 고출력 LED나 다이오드 펌핑 주파수 배가 녹색 레이저를 사용하기도 합니다.
Q7: 루비 막대는 어떻게 보관하거나 관리해야 합니까?
루비 막대는 먼지가 없고 정전기 방지 처리된 곳에 보관하세요. 코팅된 표면을 직접 만지지 마시고, 연마성이 없는 천이나 렌즈 티슈를 사용하여 세척하세요.
Q8: 루비 막대를 현대 공진기 설계에 통합할 수 있나요?
물론입니다. 루비 막대는 그 역사적 기원에도 불구하고 여전히 연구용 및 상업용 광 공동에 널리 사용되고 있습니다.
Q9: 115mm 루비로드의 수명은 얼마입니까?
적절한 작동과 유지관리를 통해 루비 막대는 성능 저하 없이 수천 시간 동안 안정적으로 작동할 수 있습니다.
Q10: 루비 막대는 광학적 손상에 강합니까?
네, 하지만 코팅의 손상 한계를 초과하지 않도록 하는 것이 중요합니다. 적절한 정렬과 열 조절은 성능을 유지하고 균열을 방지합니다.
