מוט רובי 115 מ"מ: גביש באורך מורחב למערכות לייזר פועם משופרות

תיאור קצר:

מוט האודם בגודל 115 מ"מ הוא גביש לייזר בעל ביצועים גבוהים באורך ארוך יותר, המיועד למערכות לייזר במצב מוצק פעימות. מוט האודם, הבנוי מאודם סינתטי - מטריצת תחמוצת אלומיניום (Al₂O₃) מועשרת ביוני כרום (Cr³⁺) - מציע ביצועים עקביים, מוליכות תרמית מצוינת ופליטת קרינה אמינה ב-694.3 ננומטר. האורך המוגדל של מוט האודם בגודל 115 מ"מ בהשוואה לדגמים סטנדרטיים משפר את ההגבר, ומאפשר אחסון אנרגיה גבוה יותר לכל פעימה ויעילות לייזר כוללת משופרת.

מוט האודם, הידוע בצלילותו, קשיותו ותכונותיו הספקטרליות, נותר חומר לייזר מוערך במגזרים המדעיים, התעשייתיים והחינוכיים. אורך 115 מ"מ מאפשר ספיגה אופטית מעולה במהלך השאיבה, מה שמתורגם לפלט לייזר אדום בהיר וחזק יותר. בין אם במעבדות מתקדמות או במערכות OEM, מוט האודם מוכיח את עצמו כמדיום לייזר אמין לפלט מבוקר ובעוצמה גבוהה.

שלחו לנו אימייל

תכונות

תרשים מפורט

סקירה כללית

ייצור והנדסת גבישים

יצירת מוט אודם כרוכה בצמיחה מבוקרת של גביש בודד באמצעות טכניקת צ'וכרלסקי. בשיטה זו, גביש זרעים של ספיר טבול בתערובת מותכת של תחמוצת אלומיניום ותחמוצת כרום טהורה. הבול נמשך ומסובב באיטיות ליצירת מטיל אודם ללא רבב ואחיד מבחינה אופטית. לאחר מכן, מוט האודם מופק, מעוצב לאורך של 115 מ"מ ונחתך למידות מדויקות בהתבסס על דרישות המערכת האופטית.

כל מוט אודם עובר ליטוש קפדני על פני השטח הגליליים שלו ועל פני הקצה. פאות אלו עוברות גימור שטוח ברמת לייזר ובדרך כלל מקבלות ציפוי דיאלקטרי. ציפוי בעל רפלקטיביות גבוהה (HR) מוחל על קצה אחד של מוט האודם, בעוד שהשני מטופל בציפוי מצמד פלט חלקי (OC) או ציפוי נגד החזרה (AR), בהתאם לתכנון המערכת. ציפויים אלו חיוניים למקסום החזרת הפוטונים הפנימיים ולמזער אובדן אנרגיה.

יוני כרום במוט האודם סופגים אור שאיבה, במיוחד בחלק הכחול-ירוק של הספקטרום. לאחר עירור, יונים אלה עוברים לרמות אנרגיה מטא-סטביליות. לאחר פליטה מגורה, מוט האודם פולט אור לייזר אדום קוהרנטי. הגיאומטריה הארוכה יותר של מוט האודם בגודל 115 מ"מ מציעה אורך נתיב ארוך יותר להגברת פוטונים, דבר קריטי במערכות הגברה וצבירה של פולסים.

יישומי ליבה

מוטות אודם, הידועים בקשיחותם יוצאת הדופן, במוליכות תרמית ובשקיפות אופטית, נמצאים בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים ומדעיים מדויקים. מוטות אודם, המורכבים בעיקר מתחמוצת אלומיניום חד-גבישית (Al₂O₃) מסוממת בכמות קטנה של כרום (Cr³⁺), משלבים חוזק מכני מעולה עם תכונות אופטיות ייחודיות, מה שהופך אותם להכרחיים במגוון טכנולוגיות מתקדמות.

1.טכנולוגיית לייזר

אחד השימושים המשמעותיים ביותר של מוטות רובי הוא בלייזרים במצב מוצק. לייזרי רובי, שהיו בין הלייזרים הראשונים שפותחו אי פעם, משתמשים בגבישי רובי סינתטיים כמדיום הגברה. כאשר הם מועברים באופן אופטי (בדרך כלל באמצעות מנורות הבזק), מוטות אלה פולטים אור אדום קוהרנטי באורך גל של 694.3 ננומטר. למרות חומרי לייזר חדשים יותר, לייזרי רובי עדיין משמשים ביישומים שבהם משך פולס ארוך ופלט יציב הם קריטיים, כגון בהולוגרפיה, דרמטולוגיה (להסרת קעקועים) וניסויים מדעיים.

2.מכשירים אופטיים

בשל העברת האור המעולה שלהם ועמידותם בפני שריטות, מוטות אודם משמשים לעתים קרובות במכשירים אופטיים מדויקים. עמידותם מבטיחה ביצועים לאורך זמן בתנאים קשים. מוטות אלה יכולים לשמש כרכיבים במפצלי קרן, מבודדים אופטיים והתקנים פוטוניים מדויקים.

3.רכיבים בעלי שחיקה גבוהה

במערכות מכניות ומטרולוגיות, מוטות אודם משמשים כאלמנטים עמידים בפני שחיקה. הם נמצאים בדרך כלל במיסבי שעונים, מדי מדויקים ומדי זרימה, בהם נדרשות ביצועים עקביים ויציבות ממדית. קשיותה הגבוהה של האודם (9 בסולם מוס) מאפשרת לה לעמוד בחיכוך ובלחץ לטווח ארוך ללא פגיעה.

4.ציוד רפואי ואנליטי

מוטות אודם משמשים לעיתים במכשירים רפואיים מיוחדים ובמכשירים אנליטיים. הביו-תאימותם ואופיים האינרטי הופכים אותם למתאימים למגע עם רקמות רגישות או כימיקלים. במעבדות, ניתן למצוא מוטות אודם בגשושי מדידה ומערכות חישה בעלות ביצועים גבוהים.

5.מחקר מדעי

בפיזיקה ובמדעי החומרים, מוטות אודם משמשים כחומרי ייחוס לכיול מכשירים, לחקר תכונות אופטיות, או כמדדי לחץ בתאי סדן יהלום. הפלואורסצנציה שלהם בתנאים ספציפיים מסייעת לחוקרים לנתח את התפלגות המאמץ והטמפרטורה בסביבות שונות.

לסיכום, מוטות אודם ממשיכים להיות חומר חיוני בתעשיות בהן דיוק, עמידות וביצועים אופטיים הם בעלי חשיבות עליונה. עם התקדמות מדעי החומרים, שימושים חדשים למוטות אודם נחקרים כל העת, מה שמבטיח את הרלוונטיות שלהם בטכנולוגיות עתידיות.

מפרט הליבה

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

שאלות נפוצות (FAQ)

שאלה 1: מדוע לבחור מוט רובי בגודל 115 מ"מ על פני מוט קצר יותר?
מוט אודם ארוך יותר מספק נפח רב יותר לאגירת אנרגיה ואורך אינטראקציה ארוך יותר, וכתוצאה מכך הגבר גבוה יותר והעברת אנרגיה טובה יותר.

שאלה 2: האם מוט האודם מתאים להחלפת Q?
כן. מוט האודם עובד היטב עם מערכות Q-switching פסיביות או אקטיביות ומפיק פלטים חזקים בפעימות כאשר הוא מיושר כראוי.

שאלה 3: איזה טווח טמפרטורות יכול מוט האודם לעמוד בו?
מוט האודם יציב מבחינה תרמית עד כמה מאות מעלות צלזיוס. עם זאת, מומלץ להשתמש במערכות ניהול תרמי במהלך פעולת הלייזר.

שאלה 4: כיצד ציפויים משפיעים על ביצועי מוטות אודם?
ציפויים איכותיים משפרים את יעילות הלייזר על ידי מזעור אובדן ההשתקפות. ציפוי לא נכון עלול לגרום נזק או להפחתת ההגבר.

שאלה 5: האם מוט רובי בגודל 115 מ"מ כבד או שביר יותר ממוטות קצרים יותר?
למרות שהוא מעט כבד יותר, מוט האודם שומר על שלמות מכנית מצוינת. הוא שני רק ליהלום בקשיחות שלו ועמיד היטב בפני שריטות או הלם תרמי.

שאלה 6: אילו מקורות משאבה עובדים בצורה הטובה ביותר עם מוט האודם?
באופן מסורתי, משתמשים בפנסי קסנון. מערכות מודרניות יותר עשויות להשתמש בנורות LED בעלות עוצמה גבוהה או בלייזרים ירוקים בעלי תדר כפול המופעלים על ידי דיודה.

שאלה 7: כיצד יש לאחסן או לתחזק את מוט האודם?
יש לשמור את מוט האודם בסביבה נטולת אבק ואנטי-סטטית. יש להימנע ממגע ישיר עם המשטחים המצופים, ולהשתמש במטליות שאינן שוחקות או בטישו לעדשות לניקוי.

שאלה 8: האם ניתן לשלב את מוט האודם בעיצובים מודרניים של מהודים?
בהחלט. מוט האודם, למרות שורשיו ההיסטוריים, עדיין משולב באופן נרחב בחללים אופטיים ברמה מחקרית ומסחרית.

שאלה 9: מהי אורך החיים של מוט רובי בגודל 115 מ"מ?
עם תפעול ותחזוקה נאותים, מוט אודם יכול לתפקד בצורה אמינה במשך אלפי שעות ללא פגיעה בביצועים.

שאלה 10: האם מוט האודם עמיד בפני נזק אופטי?
כן, אבל חשוב להימנע מחריגה מסף הנזק של הציפויים. יישור וויסות תרמי נכונים משמרים את הביצועים ומונעים סדקים.

קוֹדֵם: פרוסת LNOI 8 אינץ' (LiNbO3 על מבודד) עבור מודולטורים אופטיים, מוליכי גל ומעגלים משולבים

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