紅寶石激光器的優(yōu)缺點？激光的想法提出后不久，紅寶石首先被用來制造世界上第一臺激光器。激光用紅寶石晶體的基質(zhì)為Al2O3，晶體中摻雜約0.05%(重量)的Gr2O3。Cr3密度約為1.581019/cm

紅寶石激光器的優(yōu)缺點？

激光的想法提出后不久，紅寶石首先被用來制造世界上第一臺激光器。

激光用紅寶石晶體的基質(zhì)為Al2O3，晶體中摻雜約0.05%(重量)的Gr2O3。

Cr3密度約為1.581019/cm3。

Cr3代替Al3在晶體中均勻分布，光學上屬于負單軸晶體。

在Xe(氙)燈照射下，紅寶石晶體中處于基態(tài)E1的粒子吸收了Xe燈發(fā)射的光子，被激發(fā)到E3能級。

E3能級粒子的平均壽命很短(約10-9秒)。

大多數(shù)粒子通過非輻射躍遷到達激光的上能級E2。

E2級粒子的壽命很長，達到310-3秒。

因此，大量的粒子聚集在E2能級，導致E2和E1之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。此時晶體可以放大頻率滿足H =E2—E1(其中H為普朗克常數(shù)，E2和E1分別為激光上、下能級的能量)的光子，即增益該頻率的光。

當增益G足夠大，滿足閾值條件時，在部分反射鏡的末端將輸出波長為6943 10-10m的激光。

普通激光器發(fā)出的光可以是綠色的，而紅寶石發(fā)出的光只能是紅色的，紅寶石激光器發(fā)出的激光更集中，更強大，更有能量！

世界第一紅寶石激光器是什么顏色？

紅色。

紅寶石激光器是三能級激光器，利用三個能級形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。處于基態(tài)的鉻原子被激發(fā)裝置激發(fā)。鉻原子在激發(fā)態(tài)的弛豫時間約為10 0 Ns，并在亞穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定下來。由于從弛豫時間到基態(tài)的弛豫時間約為3 ms，比其他態(tài)長，所以會出現(xiàn)反轉(zhuǎn)分布。和誘導發(fā)射，在此期間發(fā)射6943nm的光。但在三能級激光的情況下，由于下能級處于基態(tài)，占有率極高，沒有相當強的激發(fā)就無法形成亞穩(wěn)態(tài)和基態(tài)之間的反轉(zhuǎn)分布。能有效形成反轉(zhuǎn)分布的四能級激光器是主流的固體激光器。

由于其效率低于四能級激光器，所以很少用于研究和工業(yè)。在醫(yī)學應用(尤其是化妝品)中，黑色素色素可以消除斑點和痣，因為它們很容易吸收紅光。也可以用來發(fā)射紅光，用于全息攝影。

紅寶石激光器原理？

脈沖氙燈發(fā)出的光能集中照射在紅寶石棒上，可以使用聚光器。冷凝器是一個橢圓形的圓柱形空腔，內(nèi)壁經(jīng)過拋光和金屬化處理。氙燈和紅寶石棒并排對稱放置在聚光鏡橢圓柱形腔的兩條焦線上。

紅寶石激光器一般包括紅寶石棒、脈沖氙燈、聚光鏡和光學諧振腔。它的工作物質(zhì)是紅寶石棒，由摻鉻氧化鋁(Al2O3)人工晶體(通常稱為紅寶石)研磨而成。根據(jù)氧化鉻與氧化鋁的重量比，鉻離子的濃度通常為0.05%。紅寶石棒的光學質(zhì)量很高。棒兩端打磨拋光成光學平行面，平行度要求優(yōu)于10秒，平面度不小于1/4孔徑，端面與棒軸垂直度不小于1點，側(cè)面不拋光，防止寄生激光振蕩。在棒的兩端(通常在聚光鏡的外面)，有鍍有多層介質(zhì)膜的反射鏡，其中一個是全反射鏡，另一個是半透反射鏡(其反射率可達70~90%),這兩個反射鏡構(gòu)成了激光器的諧振腔。

紅寶石激光器原理？

以紅寶石激光器為例，工作物質(zhì)是一根紅寶石棒。紅寶石是摻有少量三價鉻離子的氧化鋁晶體。氧化鉻的實際質(zhì)量比約為0.05%。因為鉻離子吸收白光中的綠光和藍光，所以寶石是粉紅色的。1960年梅曼發(fā)明的激光產(chǎn)生的紅寶石是直徑0.8厘米、長約8厘米的圓棒。兩側(cè)是一對平行的平面鏡，一端鍍有全反射薄膜，另一端的透過率為10%,允許激光通過。

在紅寶石激光器中，高壓氙燈被用作“泵”，氙燈發(fā)出的強光將鉻離子激發(fā)到激發(fā)態(tài)E3。被泵到E3的電子很快(~ 10-8秒)跳到E2而沒有輻射。E2是亞穩(wěn)態(tài)能級。從E2到E1的自發(fā)輻射幾率很小，壽命長達10-3s，也就是允許粒子長時間停留。然后，粒子在E2上聚集，并且在E2和E1能級的粒子數(shù)顛倒。從E2到E1的受激發(fā)射波長為694.3nm，脈沖氙燈產(chǎn)生脈沖激光，每個光脈沖的持續(xù)時間小于1ms，每個光脈沖的能量大于10J即每個脈沖激光的功率可以超過10kW的量級。注意，上面提到的鉻離子從激發(fā)到激光發(fā)射涉及三個能級，所以稱為三能級系統(tǒng)。在三能級系統(tǒng)中，下能級E1是基態(tài)，通常會積累大量的原子，因此需要強刺激來實現(xiàn)粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)。