१०० मिमी रुबी रड: वैज्ञानिक र औद्योगिक अनुप्रयोगहरूको लागि प्रेसिजन लेजर माध्यम
विस्तृत रेखाचित्र


परिचय
१०० मिमी रूबी रड एक व्यापक रूपमा प्रयोग हुने ठोस-अवस्था लेजर लाभ माध्यम हो, जसको विशेषता ६९४.३ एनएममा यसको ज्वलन्त रातो उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य हो। क्रोमियम आयनहरू (Cr³⁺) सँग डोप गरिएको सिंथेटिक कोरन्डम (Al₂O₃) बाट निर्मित, यो रूबी रडले उत्कृष्ट थर्मल र अप्टिकल स्थिरता प्रदान गर्दछ, जसले यसलाई विभिन्न कम-देखि-मध्य-ऊर्जा लेजर प्रणालीहरूको लागि आदर्श बनाउँछ। १०० मिमीको लम्बाइको साथ, रूबी रडले ऊर्जा भण्डारण क्षमता र कम्प्याक्ट डिजाइनलाई सन्तुलनमा राख्छ, जसले शैक्षिक, वैज्ञानिक, र केही औद्योगिक लेजर उपकरणहरूमा लचिलो एकीकरणलाई सक्षम बनाउँछ।
दशकौंदेखि, रूबी रडले अप्टिक्स प्रयोगशालाहरू, लेजर प्रदर्शनहरू, र सटीक पङ्क्तिबद्धता प्रणालीहरूमा आधारभूत लेजर घटकको रूपमा काम गर्दै आएको छ। १०० मिमी आकारले एक मानक विकल्पलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ जुन रेजोनेटर गुहाहरूको विस्तृत दायरामा फिट हुन्छ। रूबी रडको उत्कृष्ट सतह पालिस, अप्टिकल पारदर्शिता, र मेकानिकल बलले यसलाई नयाँ प्रविधिहरू देखा पर्दा पनि स्थायी र भरपर्दो विकल्प बनाउँछ।
उत्पादन सिद्धान्त
रुबी रडको उत्पादनमा भर्न्युइल ज्वाला फ्युजन विधि वा जोक्राल्स्की तान्ने विधि जस्ता उन्नत क्रिस्टल-बढाउने प्रविधिहरू समावेश हुन्छन्। संश्लेषणको क्रममा, एक समान रूबी क्रिस्टल सिर्जना गर्न क्रोमियम अक्साइडको सटीक सांद्रतासँग एल्युमिनियम अक्साइड डोप गरिन्छ। एक पटक बोल बढेपछि, यसलाई उन्मुख गरिन्छ, काटिन्छ, र इच्छित आयामहरूको रूबी रडमा आकार दिइन्छ - यस अवस्थामा १०० मिमी।
प्रत्येक रूबी रडलाई त्यसपछि कडा पालिसिङ र कोटिंग प्रक्रियाहरू गरिन्छ। अन्तिम अनुहारहरूलाई लेजर-ग्रेड समतलता (λ/10 वा राम्रो) मा ल्याप र पालिस गरिन्छ र विशिष्ट लेजर गुहा डिजाइनहरू अनुरूप उच्च-परावर्तन (HR) वा एन्टी-रिफ्लेक्टिभ (AR) डाइइलेक्ट्रिक तहहरूले लेपित गर्न सकिन्छ। लगातार अप्टिकल पम्पिङ र न्यूनतम स्क्याटरिङ हानि सुनिश्चित गर्न रूबी रड समावेश र स्ट्राइएसनबाट मुक्त हुनुपर्छ।
रुबी रड भित्रका क्रोमियम आयनहरूले हरियो/नीलो वर्णक्रमीय दायरामा प्रकाश अवशोषित गर्छन्। फ्ल्यासल्याम्पद्वारा पम्प गर्दा, तिनीहरू उच्च ऊर्जा अवस्थामा उत्तेजित हुन्छन्। तिनीहरू आफ्नो जमिनको अवस्थामा फर्कँदा, तिनीहरूले सुसंगत रातो फोटनहरू उत्सर्जन गर्छन्, उत्तेजित उत्सर्जनको श्रृंखला प्रतिक्रिया सुरु गर्छन् - यसरी लेजर आउटपुट उत्पादन गर्छन्। १०० मिमी रूबी रड कुशल ऊर्जा भण्डारण र इष्टतम प्रतिदीप्ति अवधि प्राप्त गर्न डिजाइन गरिएको हो।
प्यारामिटर
सम्पत्ति | मूल्य |
रासायनिक सूत्र | क्र³⁺:अल₂ओ₃ |
क्रिस्टल प्रणाली | त्रिकोणीय |
एकाइ कक्ष आयामहरू (षट्कोणीय) | a = ४.७८५ Åc = १२.९९ Å |
एक्स-रे घनत्व | ३.९८ ग्राम/सेमी³ |
पग्लने बिन्दु | २०४० डिग्री सेल्सियस |
थर्मल एक्सपान्सन @ ३२३ किलोवाट | c-अक्षको लम्ब: ५ × १०⁻⁶ K⁻¹c-अक्षको समानान्तर: ६.७ × १०⁻⁶ K⁻¹ |
तापीय चालकता @ ३०० किलोवाट | २८ वाट/वर्ग किलोवाट |
कठोरता | मोस: ९, नूप: २००० किलोग्राम/मिमी² |
यंगको मोड्युलस | ३४५ जिपीए |
विशिष्ट ताप @ २९१ किलोवाट | ७६१ J/kg·K |
थर्मल स्ट्रेस रेसिस्टेन्स प्यारामिटर (Rₜ) | ३४ वाट/सेमी |
उद्योगहरूमा रुबी रडहरूको प्रयोग
क्रोमियम आयनहरूसँग डोप गरिएको सिंथेटिक सिंगल-क्रिस्टल एल्युमिनियम अक्साइडबाट बनाइएका रूबी रडहरू, भौतिक कठोरता, रासायनिक स्थिरता, र आकर्षक अप्टिकल गुणहरूको अद्वितीय संयोजनको लागि उच्च मूल्यवान छन्। यी विशेषताहरूले रूबी रडहरूलाई औद्योगिक, वैज्ञानिक र सटीक अनुप्रयोगहरूको विस्तृत दायराको लागि एक प्रिमियम सामग्री बनाउँछन्। तल प्रमुख क्षेत्रहरू छन् जहाँ रूबी रडहरूले असाधारण मूल्य प्रदर्शन गर्न जारी राख्छन्:
1. लेजर प्रविधि र फोटोनिक्स
रुबी लेजरहरूमा रुबी रडहरूले लाभ माध्यमको रूपमा काम गर्छन्, अप्टिकली पम्प गर्दा ६९४.३ एनएममा रातो प्रकाश उत्सर्जन गर्छन्। Nd:YAG र फाइबर लेजरहरू जस्ता आधुनिक विकल्पहरूले बजारमा प्रभुत्व जमाउँछन्, रुबी लेजरहरू अझै पनि विशेष क्षेत्रहरूमा रुचाइन्छ जस्तै:
-
मेडिकल डर्मेटोलोजी (ट्याटु र घाउ हटाउने)
-
शैक्षिक प्रदर्शन उपकरणहरू
-
लामो पल्स अवधि र उच्च बीम गुणस्तर आवश्यक पर्ने अप्टिकल अनुसन्धान
रुबीको उत्कृष्ट अप्टिकल स्पष्टता र ऊर्जा रूपान्तरण दक्षताले यसलाई सटीक फोटोनिक नियन्त्रण र उत्सर्जनको लागि आदर्श बनाउँछ।
2. प्रेसिजन इन्जिनियरिङ र मेट्रोलोजी
तिनीहरूको उच्च कठोरता (मोह्स स्केल ९) को कारण, रूबी रडहरू सम्पर्क-आधारित मापन प्रणालीहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जसमा समावेश छन्:
-
निर्देशांक मापन मेसिन (CMM) मा स्टाइलस सुझावहरू
-
परिशुद्धता निरीक्षण उपकरणहरूमा प्रोबहरू
-
अप्टिकल र मेकानिकल गेजहरूमा उच्च-सटीकता सन्दर्भ बिन्दुहरू
यी उपकरणहरू विरूपणको लागि रुबीको प्रतिरोधमा निर्भर हुन्छन्, जसले गर्दा घिस्रिनु बिना निरन्तर, दीर्घकालीन मापन शुद्धता सुनिश्चित हुन्छ।
3. घडी बनाउने र माइक्रो-बेयरिङ अनुप्रयोगहरू
उच्च-स्तरीय घडी विज्ञानमा, रूबी रडहरूलाई रत्न बियरिङहरूमा प्रशोधन गरिन्छ - साना कम्पोनेन्टहरू जसले मेकानिकल घडी चालहरूमा घर्षण र हार कम गर्दछ। तिनीहरूको घर्षणको कम गुणांक र उच्च कठोरताले योगदान गर्दछ:
-
गियर ट्रेनहरूको सहज सञ्चालन
-
आन्तरिक घडीका पार्टपुर्जाहरूको आयु बढ्यो
-
सुधारिएको समय निर्धारण स्थिरता
घडीहरू बाहेक, रूबी रडहरू माइक्रो-मोटरहरू, फ्लो सेन्सरहरू, र जाइरोस्कोपहरूमा पनि प्रयोग गरिन्छ जहाँ अति-कम घर्षण र विश्वसनीयता आवश्यक हुन्छ।
4. एयरोस्पेस र भ्याकुम प्रणालीहरू
एयरोस्पेस, स्याटेलाइट र उच्च-भ्याकुम वातावरणमा, रूबी रडहरू स्पेसर, सपोर्ट पिन र अप्टिकल गाइडको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूका प्रमुख फाइदाहरूमा समावेश छन्:
-
रासायनिक रूपमा आक्रामक सेटिङहरूमा गैर-प्रतिक्रियाशील व्यवहार
-
उत्कृष्ट थर्मल प्रतिरोध र आयामी स्थिरता
-
विद्युत चुम्बकीय-संवेदनशील उपकरणहरूको लागि शून्य चुम्बकीय हस्तक्षेप
यी विशेषताहरूले रुबी रडहरूलाई विकिरण एक्सपोजर, द्रुत तापक्रम परिवर्तन, र भ्याकुम तनाव सहित चरम परिस्थितिहरूमा निर्दोष रूपमा कार्य गर्न अनुमति दिन्छ।
5. विश्लेषणात्मक र चिकित्सा उपकरणहरू
परिष्कृत उपकरणहरूमा रूबी रडहरूले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्, विशेष गरी जहाँ जैविक अनुकूलता र रासायनिक जडता महत्त्वपूर्ण हुन्छ। अनुप्रयोगहरूमा समावेश छन्:
-
स्पेक्ट्रोस्कोपी र डायग्नोस्टिक्समा नीलमणि-टिप्ड प्रोबहरू
-
विश्लेषकहरूमा प्रेसिजन नोजल वा प्रवाह-नियन्त्रण घटकहरू
-
प्रयोगशाला स्वचालन उपकरणहरूमा उच्च-स्थायित्व रडहरू
तिनीहरूको सफा, स्थिर सतह र क्षरण प्रतिरोधले तिनीहरूलाई जैविक नमूनाहरू वा प्रतिक्रियाशील तरल पदार्थहरूसँग सम्पर्कको लागि आदर्श बनाउँछ।
6. विलासी उत्पादनहरू र कार्यात्मक डिजाइन
शुद्ध कार्यक्षमताभन्दा बाहिर, रूबी रडहरू कहिलेकाहीं विलासी कलम, कम्पास, गहनाका टुक्राहरू, र अप्टिकल स्कोपहरूमा एकीकृत हुन्छन् - संरचनात्मक र सजावटी तत्व दुवैको रूपमा सेवा गर्छन्। तिनीहरूको गाढा रातो रंग र पालिश गरिएको सतहहरूले योगदान गर्दछ:
-
सौन्दर्य परिष्करण
-
परिशुद्धता र स्थायित्वको प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व
-
उच्च-अन्त बजारहरूमा बढेको कथित उत्पादन मूल्य