100 მმ-იანი ლალის ღერო: ზუსტი ლაზერული საშუალება სამეცნიერო და სამრეწველო გამოყენებისთვის
დეტალური დიაგრამა


შესავალი
100 მმ-იანი ლალის ღერო ფართოდ გამოიყენება მყარი მდგომარეობის ლაზერული გამაძლიერებელი საშუალებაა, რომელიც ხასიათდება 694.3 ნმ-ზე კაშკაშა წითელი ემისიის ტალღის სიგრძით. დამზადებულია ქრომის იონებით (Cr³⁺) დოპირებული სინთეზური კორუნდისგან (Al₂O₃), ეს ლალის ღერო უზრუნველყოფს შესანიშნავ თერმულ და ოპტიკურ სტაბილურობას, რაც მას იდეალურს ხდის სხვადასხვა დაბალი და საშუალო ენერგიის ლაზერული სისტემებისთვის. 100 მმ სიგრძით, ლალის ღერო აბალანსებს ენერგიის შენახვის ტევადობას და კომპაქტურ დიზაინს, რაც საშუალებას იძლევა მოქნილი ინტეგრაციისა საგანმანათლებლო, სამეცნიერო და ზოგიერთ სამრეწველო ლაზერულ მოწყობილობაში.
ათწლეულების განმავლობაში, ლალის ღერო ფუნდამენტურ ლაზერულ კომპონენტს წარმოადგენდა ოპტიკურ ლაბორატორიებში, ლაზერული დემონსტრაციებსა და ზუსტი გასწორების სისტემებში. 100 მმ ზომა წარმოადგენს სტანდარტულ არჩევანს, რომელიც რეზონატორის ღრუების ფართო სპექტრს ერგება. ლალის ღეროს შესანიშნავი ზედაპირის გაპრიალება, ოპტიკური გამჭვირვალობა და მექანიკური სიმტკიცე მას გამძლე და საიმედო არჩევნად აქცევს, ახალი ტექნოლოგიების გაჩენის მიუხედავად.
წარმოების პრინციპი
ლალის ღეროს წარმოება მოიცავს კრისტალების მოყვანის მოწინავე ტექნიკას, როგორიცაა ვერნეის ალის შერწყმის მეთოდი ან ჩოხრალსკის გაყვანის მეთოდი. სინთეზის დროს, ალუმინის ოქსიდი დოპირებულია ქრომის ოქსიდის ზუსტი კონცენტრაციით, რათა შეიქმნას ერთგვაროვანი ლალის კრისტალი. მას შემდეგ, რაც ბულე გაიზრდება, ის ორიენტირებულია, იჭრება და ყალიბდება სასურველი ზომების - ამ შემთხვევაში 100 მმ-ის - ლალის ღეროდ.
შემდეგ თითოეული ლალის ღერო ექვემდებარება მკაცრ გაპრიალებისა და დაფარვის პროცედურებს. ბოლოები იპრიალება და იპრიალება ლაზერული დონის სიბრტყემდე (λ/10 ან უკეთესი) და შეიძლება დაიფაროს მაღალი არეკვლის (HR) ან ანტიარეკვლის (AR) დიელექტრიკული ფენებით, ლაზერული ღრუს სპეციფიკური დიზაინის შესაბამისად. ლალის ღერო უნდა იყოს თავისუფალი ჩანართებისა და ნაპრალებისგან, რათა უზრუნველყოფილი იყოს თანმიმდევრული ოპტიკური ტუმბო და მინიმალური გაფანტვის დანაკარგი.
ლალის ღეროში არსებული ქრომის იონები შთანთქავენ სინათლეს მწვანე/ლურჯი სპექტრული დიაპაზონიდან. ფლეშ-ნათურის მიერ მათი გამოსხივებისას ისინი აღიგზნებიან უფრო მაღალ ენერგეტიკულ მდგომარეობამდე. ძირითად მდგომარეობაში დაბრუნებისას ისინი გამოყოფენ კოჰერენტულ წითელ ფოტონებს, რაც იწვევს სტიმულირებული ემისიის ჯაჭვურ რეაქციას - რითაც წარმოიქმნება ლაზერული გამომავალი სიგნალი. 100 მმ-იანი ლალის ღერო შექმნილია ენერგიის ეფექტური შენახვისა და ოპტიმალური ფლუორესცენციის ხანგრძლივობის მისაღწევად.
პარამეტრი
ქონება | ღირებულება |
ქიმიური ფორმულა | Cr³⁺:Al₂O₃ |
კრისტალური სისტემა | სამკუთხა |
ერთეულის უჯრედის ზომები (ექვსკუთხა) | a = 4.785 Åc = 12.99 Å |
რენტგენის სიმკვრივე | 3.98 გ/სმ³ |
დნობის წერტილი | 2040°C |
თერმული გაფართოება @ 323 K | C ღერძის პერპენდიკულარული: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹C ღერძის პარალელურად: 6.7 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
თბოგამტარობა @ 300 K | 28 ვტ/მ·კ |
სიმტკიცე | მოჰსი: 9, კნუპი: 2000 კგ/მმ² |
იანგის მოდული | 345 GPA |
სპეციფიკური სითბო @ 291 K | 761 ჯ/კგ·კ |
თერმული დატვირთვის წინააღმდეგობის პარამეტრი (Rₜ) | 34 ვატი/სმ |
ლალის ღეროების გამოყენება სხვადასხვა ინდუსტრიაში
ქრომის იონებით დოპირებული სინთეტიკური მონოკრისტალური ალუმინის ოქსიდისგან დამზადებული ლალის ღეროები მაღალ შეფასებას იმსახურებენ ფიზიკური სიმტკიცის, ქიმიური სტაბილურობისა და გასაოცარი ოპტიკური თვისებების უნიკალური კომბინაციის გამო. ეს მახასიათებლები ლალის ღეროებს პრემიუმ მასალად აქცევს სამრეწველო, სამეცნიერო და ზუსტი გამოყენების ფართო სპექტრისთვის. ქვემოთ მოცემულია ძირითადი სექტორები, სადაც ლალის ღეროები კვლავაც ავლენენ განსაკუთრებულ ღირებულებას:
1. ლაზერული ტექნოლოგია და ფოტონიკა
ლალის ლაზერებში გაძლიერების საშუალებად ლალის ღეროები გამოიყენება, რომლებიც ოპტიკურად ტუმბოს დროს 694.3 ნმ-ზე წითელ სინათლეს ასხივებენ. მიუხედავად იმისა, რომ ბაზარზე დომინირებს თანამედროვე ალტერნატივები, როგორიცაა Nd:YAG და ბოჭკოვანი ლაზერები, ლალის ლაზერები კვლავ სასურველია სპეციალიზებულ სფეროებში, როგორიცაა:
-
სამედიცინო დერმატოლოგია (ტატუს და დაზიანებების მოცილება)
-
საგანმანათლებლო დემონსტრაციის ინსტრუმენტები
-
ოპტიკური კვლევა, რომელიც მოითხოვს ხანგრძლივი იმპულსების ხანგრძლივობას და მაღალი სხივის ხარისხს
ლალის შესანიშნავი ოპტიკური სიწმინდე და ენერგიის გარდაქმნის ეფექტურობა მას იდეალურს ხდის ზუსტი ფოტონური კონტროლისა და გამოსხივებისთვის.
2. ზუსტი ინჟინერია და მეტროლოგია
მაღალი სიმტკიცის (მოჰსის მე-9 შკალა) წყალობით, ლალის ღეროები ფართოდ გამოიყენება კონტაქტურ საზომ სისტემებში, მათ შორის:
-
სტილუსის წვერები კოორდინატების საზომ მანქანებში (CMM)
-
ზონდები ზუსტი შემოწმების ხელსაწყოებში
-
მაღალი სიზუსტის საცნობარო წერტილები ოპტიკურ და მექანიკურ საზომ ლიანდაგებში
ეს ხელსაწყოები ეყრდნობა Ruby-ის დეფორმაციისადმი მდგრადობას, რაც უზრუნველყოფს თანმიმდევრულ, ხანგრძლივ გაზომვის სიზუსტეს ცვეთის გარეშე.
3. საათების დამზადება და მიკროსაკისრების გამოყენება
მაღალი კლასის საათების დამზადებისას, ლალის ღეროები დამუშავებულია ძვირფასი საკისრების სახით - პატარა კომპონენტები, რომლებიც ამცირებენ ხახუნს და ცვეთას მექანიკური საათის მექანიზმებში. მათი დაბალი ხახუნის კოეფიციენტი და მაღალი სიმტკიცე ხელს უწყობს:
-
გადაცემათა კოლოფის გლუვი მუშაობა
-
საათის შიდა ნაწილების გახანგრძლივებული სიცოცხლის ხანგრძლივობა
-
გაუმჯობესებული დროის აღრიცხვის სტაბილურობა
საათების გარდა, ლალის ღეროები ასევე გამოიყენება მიკროძრავებში, ნაკადის სენსორებსა და გიროსკოპებში, სადაც საჭიროა ულტრადაბალი ხახუნი და საიმედოობა.
4. აერონავტიკისა და ვაკუუმური სისტემები
აერონავტიკულ, სატელიტურ და მაღალი ვაკუუმის გარემოში, ლალის ღეროები გამოიყენება შუასადებად, საყრდენ ქინძისთავებად და ოპტიკურ გამტარებად. მათი ძირითადი უპირატესობებია:
-
ქიმიურად აგრესიულ გარემოში არარეაქტიული ქცევა
-
შესანიშნავი თერმული წინააღმდეგობა და განზომილებიანი სტაბილურობა
-
ნულოვანი მაგნიტური ჩარევა ელექტრომაგნიტური მგრძნობიარე მოწყობილობებისთვის
ეს მახასიათებლები საშუალებას აძლევს ლალის ღეროებს უნაკლოდ იმუშაონ ექსტრემალურ პირობებში, მათ შორის რადიაციის ზემოქმედებაში, ტემპერატურის სწრაფ ცვალებადობასა და ვაკუუმურ სტრესში.
5. ანალიტიკური და სამედიცინო მოწყობილობები
ლალის ღეროები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ დახვეწილ ინსტრუმენტაციაში, განსაკუთრებით იქ, სადაც ბიოშეთავსებადობა და ქიმიური ინერტულობა კრიტიკულია. გამოყენება მოიცავს:
-
საფირონის წვერიანი ზონდები სპექტროსკოპიასა და დიაგნოსტიკაში
-
ანალიზატორებში ზუსტი საქშენები ან ნაკადის კონტროლის კომპონენტები
-
მაღალი გამძლეობის ღეროები ლაბორატორიული ავტომატიზაციის აღჭურვილობაში
მათი სუფთა, სტაბილური ზედაპირი და კოროზიისადმი მდგრადობა მათ იდეალურს ხდის ბიოლოგიურ ნიმუშებთან ან რეაქტიულ სითხეებთან კონტაქტისთვის.
6. ფუფუნების პროდუქტები და ფუნქციური დიზაინი
წმინდა ფუნქციონალურობის გარდა, ლალის ღეროები ზოგჯერ ინტეგრირებულია ფუფუნების კალმებში, კომპასებში, საიუველირო ნაწარმებსა და ოპტიკურ ტელესკოპებში — ისინი ასრულებენ როგორც სტრუქტურულ, ასევე დეკორატიულ ელემენტებს. მათი მუქი წითელი ფერი და გაპრიალებული ზედაპირი ხელს უწყობს:
-
ესთეტიკური დახვეწილობა
-
სიზუსტისა და გამძლეობის სიმბოლური წარმოდგენა
-
მაღალი კლასის ბაზრებზე პროდუქტის აღქმული ღირებულების გაზრდა