100 մմ վարդագույն ձող. ճշգրիտ լազերային միջավայր գիտական և արդյունաբերական կիրառությունների համար
Մանրամասն դիագրամ


Ներածություն
100 մմ երկարությամբ ռուբինե ձողը լայնորեն օգտագործվող պինդ վիճակում գտնվող լազերային ուժեղացման միջավայր է, որը բնութագրվում է իր վառ կարմիր ճառագայթման ալիքի երկարությամբ՝ 694.3 նմ: Պատրաստված քրոմի իոններով (Cr³⁺) խառնված սինթետիկ կորունդից (Al₂O₃), այս ռուբինե ձողը ապահովում է գերազանց ջերմային և օպտիկական կայունություն, ինչը այն իդեալական է դարձնում տարբեր ցածրից մինչև միջին էներգիայի լազերային համակարգերի համար: 100 մմ երկարությամբ ռուբինե ձողը հավասարակշռում է էներգիայի կուտակման հզորությունը և կոմպակտ դիզայնը՝ հնարավորություն տալով ճկուն ինտեգրվել կրթական, գիտական և որոշ արդյունաբերական լազերային սարքերի հետ:
Տասնամյակներ շարունակ ռուբինե ձողը ծառայել է որպես լազերային հիմնարար բաղադրիչ օպտիկական լաբորատորիաներում, լազերային ցուցադրություններում և ճշգրիտ հավասարեցման համակարգերում: 100 մմ չափը ներկայացնում է ստանդարտ ընտրություն, որը համապատասխանում է ռեզոնատորային խոռոչների լայն շրջանակին: Ռուբինե ձողի գերազանց մակերեսային հղկվածությունը, օպտիկական թափանցիկությունը և մեխանիկական ամրությունը այն դարձնում են կայուն և հուսալի ընտրություն նույնիսկ նոր տեխնոլոգիաների ի հայտ գալուն պես:
Արտադրության սկզբունքը
Ռուբինե ձողի արտադրությունը ներառում է բյուրեղների աճեցման առաջադեմ տեխնիկա, ինչպիսիք են Վերնոյի բոցային միաձուլման մեթոդը կամ Չոխրալսկու քաշման մեթոդը: Սինթեզի ընթացքում ալյումինի օքսիդը խառնվում է քրոմի օքսիդի ճշգրիտ կոնցենտրացիայով՝ միատարր ռուբինե բյուրեղ ստանալու համար: Երբ բուլը աճեցվում է, այն կողմնորոշվում, կտրատվում և ձևավորվում է ցանկալի չափերի՝ այս դեպքում 100 մմ, ռուբինե ձողի:
Այնուհետև յուրաքանչյուր ռուբինե ձող ենթարկվում է խիստ հղկման և ծածկույթի ընթացակարգերի: Վերջնական մակերեսները հղկվում և փայլեցվում են մինչև լազերային մակարդակի հարթություն (λ/10 կամ ավելի լավ) և կարող են ծածկվել բարձր անդրադարձունակությամբ (HR) կամ հակաանդրադարձնող (AR) դիէլեկտրիկ շերտերով՝ համապատասխանելու լազերային խոռոչի որոշակի դիզայնի: Ռուբինե ձողը պետք է զերծ լինի ներառումներից և շերտերից՝ ապահովելու համար կայուն օպտիկական պոմպ և ցրման նվազագույն կորուստ:
Ռուբինե ձողի մեջ գտնվող քրոմի իոնները կլանում են լույսը կանաչ/կապույտ սպեկտրալ տիրույթում: Երբ լուսարձակով մղվում են, դրանք գրգռվում են մինչև ավելի բարձր էներգետիկ վիճակ: Երբ վերադառնում են իրենց հիմնական վիճակին, արձակում են կոհերենտ կարմիր ֆոտոններ՝ սկսելով խթանված ճառագայթման շղթայական ռեակցիա՝ այդպիսով առաջացնելով լազերային ելք: 100 մմ-անոց ռուբինե ձողը նախագծված է արդյունավետ էներգիայի կուտակման և օպտիմալ ֆլուորեսցենցիայի տևողության ապահովման համար:
Պարամետր
Հողատարածք | Արժեք |
Քիմիական բանաձև | Cr³⁺:Al₂O₃ |
Բյուրեղային համակարգ | Եռանկյուն |
Միավորային խցիկի չափսեր (վեցանկյուն) | a = 4.785 Åc = 12.99 Å |
Ռենտգենյան խտություն | 3.98 գ/սմ³ |
Հալման կետ | 2040°C |
Ջերմային ընդարձակում @ 323 K | C առանցքին ուղղահայաց՝ 5 × 10⁻⁶ K⁻¹C առանցքին զուգահեռ՝ 6.7 × 10⁻⁶ K⁻¹ |
Ջերմահաղորդականություն @ 300 K | 28 Վտ/մ·Կ |
Կարծրություն | Մոհս՝ 9, Կնուպ՝ 2000 կգ/մմ² |
Յունգի մոդուլը | 345 GPa |
Տեսակարար ջերմություն @ 291 K | 761 Ջ/կգ·Կ |
Ջերմային լարվածության դիմադրության պարամետր (Rₜ) | 34 Վտ/սմ |
Ռուբինե ձողերի կիրառությունները տարբեր ոլորտներում
Ռուբինե ձողերը, որոնք պատրաստված են քրոմի իոններով խառնված սինթետիկ միաբյուրեղային ալյումինի օքսիդից, բարձր են գնահատվում ֆիզիկական կարծրության, քիմիական կայունության և աչքի ընկնող օպտիկական հատկությունների իրենց յուրահատուկ համադրության համար: Այս բնութագրերը ռուբինե ձողերը դարձնում են բարձրորակ նյութ արդյունաբերական, գիտական և ճշգրիտ կիրառությունների լայն շրջանակի համար: Ստորև ներկայացված են հիմնական ոլորտները, որտեղ ռուբինե ձողերը շարունակում են ցուցադրել բացառիկ արժեք.
1. Լազերային տեխնոլոգիա և ֆոտոնիկա
Ռուբինե ձողերը ծառայում են որպես ուժեղացման միջավայր՝ օպտիկական պոմպի միջոցով 694.3 նմ երկարությամբ կարմիր լույս արձակելով։ Մինչդեռ ժամանակակից այլընտրանքները, ինչպիսիք են Nd:YAG-ը և մանրաթելային լազերները, գերիշխում են շուկայում, ռուբինե լազերները դեռևս նախընտրելի են այնպիսի մասնագիտացված ոլորտներում, ինչպիսիք են՝
-
Բժշկական մաշկաբանություն (դաջվածքի և վնասվածքների հեռացում)
-
Կրթական ցուցադրական գործիքներ
-
Երկար իմպուլսային տևողություն և բարձր ճառագայթի որակ պահանջող օպտիկական հետազոտություն
Ռուբինի գերազանց օպտիկական պարզությունը և էներգիայի փոխակերպման արդյունավետությունը այն դարձնում են իդեալական ճշգրիտ ֆոտոնային կառավարման և ճառագայթման համար։
2. Ճշգրիտ ճարտարագիտություն և չափագիտություն
Բարձր կարծրության շնորհիվ (Մոսի սանդղակ 9), ռուբինե ձողերը լայնորեն օգտագործվում են շփման վրա հիմնված չափման համակարգերում, այդ թվում՝
-
Կոորդինատային չափման մեքենաներում (CMM) գրիչի ծայրեր
-
Զոնդեր ճշգրիտ ստուգման գործիքներում
-
Բարձր ճշգրտության հենակետային կետեր օպտիկական և մեխանիկական չափիչներում
Այս գործիքները հիմնված են Ruby-ի դեֆորմացիայի նկատմամբ դիմադրության վրա՝ ապահովելով հետևողական, երկարաժամկետ չափման ճշգրտություն՝ առանց մաշվածության։
3. Ժամագործություն և միկրո-առանցքակալների կիրառություններ
Բարձրակարգ ժամացույցագիտության մեջ ռուբինե ձողերը վերամշակվում են թանկարժեք քարերի կրողներ ստանալու համար՝ փոքր բաղադրիչներ, որոնք նվազեցնում են մեխանիկական ժամացույցի մեխանիզմների շփումը և մաշվածությունը: Դրանց ցածր շփման գործակիցը և գերազանց կարծրությունը նպաստում են.
-
Փոխանցման մեխանիզմների սահուն աշխատանք
-
Ժամացույցի ներքին մասերի երկարացված ծառայության ժամկետը
-
Բարելավված ժամանակի հաշվառման կայունություն
Ժամացույցներից բացի, ռուբինե ձողերն օգտագործվում են նաև միկրոշարժիչներում, հոսքի սենսորներում և գիրոսկոպներում, որտեղ պահանջվում է գերցածր շփում և հուսալիություն։
4. Ավիատիեզերական և վակուումային համակարգեր
Ավիատիեզերական, արբանյակային և բարձր վակուումային միջավայրերում ռուբինե ձողերն օգտագործվում են որպես միջադիրներ, հենարաններ և օպտիկական ուղղորդիչներ: Դրանց հիմնական առավելություններն են՝
-
Քիմիապես ագրեսիվ միջավայրերում ոչ ռեակտիվ վարքագիծ
-
Գերազանց ջերմային դիմադրություն և չափսերի կայունություն
-
Էլեկտրամագնիսական զգայուն սարքերի համար զրոյական մագնիսական միջամտություն
Այս առանձնահատկությունները թույլ են տալիս ռուբինե ձողերին անթերի աշխատել ծայրահեղ պայմաններում, ներառյալ ճառագայթման ազդեցությունը, ջերմաստիճանի արագ տատանումները և վակուումային լարվածությունը։
5. Անալիտիկ և բժշկական սարքեր
Ռուբինե ձողերը կարևոր դեր են խաղում բարդ գործիքավորման մեջ, մասնավորապես այն դեպքերում, երբ կենսահամատեղելիությունը և քիմիական իներտությունը կարևոր են: Կիրառությունները ներառում են.
-
Սապֆիրային ծայրով զոնդեր սպեկտրոսկոպիայի և ախտորոշման մեջ
-
Անալիզատորներում ճշգրիտ ծայրակալներ կամ հոսքի կառավարման բաղադրիչներ
-
Բարձր դիմացկունության ձողեր լաբորատոր ավտոմատացման սարքավորումներում
Դրանց մաքուր, կայուն մակերեսը և կոռոզիայի նկատմամբ դիմադրությունը դրանք իդեալական են դարձնում կենսաբանական նմուշների կամ ռեակտիվ հեղուկների հետ շփման համար։
6. Լյուքս ապրանքներ և ֆունկցիոնալ դիզայն
Բացի մաքուր ֆունկցիոնալությունից, ռուբինե ձողիկները երբեմն ինտեգրվում են շքեղ գրիչների, կողմնացույցների, զարդերի և օպտիկական դիտակների մեջ՝ ծառայելով որպես կառուցվածքային և դեկորատիվ տարրեր: Դրանց խորը կարմիր գույնը և հղկված մակերեսները նպաստում են.
-
Գեղագիտական նրբագեղություն
-
Ճշգրտության և դիմացկունության խորհրդանշական ներկայացում
-
Բարձրակարգ շուկաներում ապրանքի ընկալվող արժեքի բարձրացում