מוט רובי 100 מ"מ: מדיום לייזר מדויק ליישומים מדעיים ותעשייתיים

תיאור קצר:

מוט האודם בגודל 100 מ"מ הוא מדיום לייזר במצב מוצק בשימוש נרחב, המאופיין באורך גל פליטה אדום עז באורך גל של 694.3 ננומטר. מוט האודם, הבנוי מקורונדום סינתטי (Al₂O₃) מסומם ביוני כרום (Cr³⁺), מציע יציבות תרמית ואופטית מצוינת, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור מערכות לייזר שונות בעלות אנרגיה נמוכה עד בינונית. עם אורך של 100 מ"מ, מוט האודם מאזן בין קיבולת אחסון אנרגיה לעיצוב קומפקטי, ומאפשר שילוב גמיש במכשירי לייזר חינוכיים, מדעיים ותעשייתיים מסוימים.

במשך עשרות שנים, מוט האודם שימש כרכיב לייזר בסיסי במעבדות אופטיקה, הדגמות לייזר ומערכות יישור מדויקות. הגודל של 100 מ"מ מייצג בחירה סטנדרטית שמתאימה למגוון רחב של חללי תהודה. ליטוש פני השטח המעולה של מוט האודם, השקיפות האופטית והחוזק המכני שלו הופכים אותו לבחירה עמידה ואמינה גם עם צמיחת טכנולוגיות חדשות יותר.

שלחו לנו אימייל

תכונות

תרשים מפורט

מָבוֹא

עקרון הייצור

ייצור מוט האודם כרוך בטכניקות גידול גבישים מתקדמות כגון שיטת היתוך להבה של ורניי או שיטת משיכת צ'וכרלסקי. במהלך הסינתזה, תחמוצת אלומיניום מסוממת בריכוז מדויק של תחמוצת כרום ליצירת גביש אודם אחיד. לאחר גידול המוט, הוא מכוון, פרוס ומעוצב למוט אודם במידות הרצויות - 100 מ"מ במקרה זה.

כל מוט רובי עובר לאחר מכן הליכי ליטוש וציפוי קפדניים. פני הקצה עוברים חיפוי ומלוטשים לשטיחות ברמת לייזר (λ/10 ומעלה) וניתן לצפות אותם בשכבות דיאלקטריות בעלות רפלקטיביות גבוהה (HR) או אנטי-רפלקטיביות (AR) בהתאם לעיצובים ספציפיים של חללי לייזר. מוט הרובי חייב להיות נקי מתכלילים ופסים כדי להבטיח שאיבה אופטית עקבית ואובדן פיזור מינימלי.

יוני הכרום בתוך מוט האודם סופגים אור בטווח הספקטרלי הירוק/כחול. כאשר הם מופעל על ידי פנס, הם הופכים לעוררים למצב אנרגיה גבוה יותר. כשהם חוזרים למצב היסוד שלהם, הם פולטים פוטונים אדומים קוהרנטיים, ומתחילים תגובת שרשרת של פליטה מגורה - ובכך מייצרים פלט לייזר. מוט האודם בגודל 100 מ"מ נועד להשיג אחסון אנרגיה יעיל ומשך פלואורסצנציה אופטימלי.

פָּרָמֶטֶר

נֶכֶס	עֵרֶך
נוסחה כימית	Cr³⁺:Al₂O₃
מערכת קריסטל	טריגונל
מידות תא יחידה (משושה)	a = 4.785 Åc = 12.99 Å
צפיפות קרני רנטגן	3.98 גרם/סמ"ק
נקודת התכה	2040 מעלות צלזיוס
התפשטות תרמית @ 323 K	בניצב לציר c: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹ במקביל לציר c: 6.7 × 10⁻⁶ K⁻¹
מוליכות תרמית @ 300K	28 וואט/מטר קלווין
קַשִׁיוּת	מוס: 9, קנופ: 2000 ק"ג/מ"מ²
מודול יאנג	345 GPA
חום סגולי @ 291 קלווין	761 ג'ול/ק"ג·קלו
פרמטר עמידות למאמץ תרמי (Rₜ)	34 וואט/ס"מ

יישומים של מוטות רובי בתעשיות שונות

מוטות אודם, העשויים מתחמוצת אלומיניום סינתטית חד-גבישית מסוממת ביוני כרום, מוערכים מאוד בזכות השילוב הייחודי שלהם של קשיות פיזיקלית, יציבות כימית ותכונות אופטיות מרשימות. מאפיינים אלה הופכים את מוטות האודם לחומר איכותי עבור מגוון רחב של יישומים תעשייתיים, מדעיים ומדויקים. להלן המגזרים המרכזיים שבהם מוטות האודם ממשיכים להפגין ערך יוצא דופן:

1. טכנולוגיית לייזר ופוטוניקה

מוטות רובי משמשים כמדיום הגברה בלייזרי רובי, ופולטים אור אדום באורך גל של 694.3 ננומטר כאשר הם מבוצעים באופן אופטי. בעוד חלופות מודרניות כמו לייזרי Nd:YAG ולייזרי סיבים שולטות בשוק, לייזרי רובי עדיין עדיפים בתחומים מיוחדים כגון:

דרמטולוגיה רפואית (הסרת קעקועים ופגיעות)
כלי הדגמה חינוכיים
מחקר אופטי הדורש משכי פולסים ארוכים ואיכות אלומה גבוהה

הבהירות האופטית המעולה ויעילות המרת האנרגיה של אודם הופכות אותו לאידיאלי לבקרה ופליטה פוטונית מדויקת.

2. הנדסת דיוק ומטרולוגיה

הודות לקשיותם הגבוהה (סולם מוס 9), מוטות אודם נמצאים בשימוש נרחב במערכות מדידה מבוססות מגע, כולל:

קצוות עט חרט במכונות מדידה קואורדינטות (CMM)
גששים בכלי בדיקה מדויקים
נקודות ייחוס מדויקות במדידים אופטיים ומכניים

כלים אלה מסתמכים על עמידותו של רובי לעיוות, מה שמבטיח דיוק מדידה עקבי וארוך טווח ללא שחיקה.

3. יישומי ייצור שעונים ומיקרו-מיסבים

בשעוני שעונים יוקרתיים, מוטות רובי מעובדים למיסבי תכשיטים - רכיבים זעירים המפחיתים חיכוך ובלאי במנגנוני שעונים מכניים. מקדם החיכוך הנמוך והקשיות המעולה שלהם תורמים ל:

פעולה חלקה של גלגלי שיניים
אורך חיים ארוך יותר של חלקי השעון הפנימיים
יציבות משופרת של שמירת זמן

מעבר לשעונים, מוטות אודם משמשים גם במיקרו-מנועים, חיישני זרימה וג'ירוסקופים שבהם נדרשים חיכוך ואמינות נמוכים במיוחד.

4. מערכות חלל ואקום

בסביבות תעופה וחלל, לוויינים ווואקום גבוה, מוטות אודם משמשים כמרווחים, פיני תמיכה ומדריכים אופטיים. יתרונותיהם העיקריים כוללים:

התנהגות לא תגובתית בסביבות אגרסיביות כימית
עמידות תרמית מעולה ויציבות ממדית
אפס הפרעות מגנטיות עבור מכשירים רגישים לאלקטרומגנטיות

תכונות אלו מאפשרות למוטות אודם לתפקד בצורה מושלמת בתנאים קיצוניים, כולל חשיפה לקרינה, שינויי טמפרטורה מהירים ועומס ואקום.

5. מכשירים אנליטיים ורפואיים

מוטות אודם ממלאים תפקיד חיוני במכשור מתוחכם, במיוחד במקרים בהם ביו-תאימות ואדישות כימית הן קריטיות. היישומים כוללים:

גלאים בעלי חוד ספיר בספקטרוסקופיה ואבחון
חרירים מדויקים או רכיבי בקרת זרימה במנתחים
מוטות עמידים במיוחד בציוד אוטומציה למעבדה

פני השטח הנקי והיציב שלהם ועמידותם בפני קורוזיה הופכים אותם לאידיאליים למגע עם דגימות ביולוגיות או נוזלים ריאקטיביים.

6. מוצרי יוקרה ועיצוב פונקציונלי

מעבר לפונקציונליות גרידא, מוטות אודם משולבים מדי פעם בעטים יוקרתיים, מצפנים, תכשיטים וטלסקופים אופטיים - ומשמשים כאלמנטים מבניים ודקורטיביים כאחד. צבעם האדום העמוק והמשטחים המלוטשים שלהם תורמים ל: