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红宝石激光器的组成

浪起激光2019-11-296378

       红宝石激光器一般地包括红宝石棒、脉冲氙灯、聚光器和光学谐振腔等四部分。其工作物质是红宝石棒,它是以掺铬的氧化铝(Al2O3)人工晶体(通常称红宝石)磨制而成。其中铬离子的浓度,按氧化铬与氧化铝的重量比,典型的为0.05%。红宝石棒的光学质量要求很高,将棒的两端研磨和抛光成光学平行平面,其平行度要求优于10秒,平面度不低于1/4光圈,端面与棒轴的垂直度不低于1分,侧面不抛光,以防止产生寄生的激光振荡。在棒的两端(通常在聚光器之外)各置一镀多层介质膜的反射镜,其一是全反射镜,另一个为半透半反镜(其反射率可取70~90%),此两反射镜构成激光器的谐振腔。

  红宝石激光器通常采用光激励的办法,即用脉冲氙灯发出的光能集中地照射在红宝石棒上,可利用一聚光器。聚光器是一内壁抛光镀金属的椭圆柱形的腔体,氙灯和红宝石棒并排对称地放在聚光器椭圆柱腔的两个焦线上。

  红宝石中的激光作用是通过Cr3+(铬离子)的受激发射过程而实现的,因而Cr3+通常称为激活离子,它是红宝石中产生激光的“主体”。而红宝石的主要成分氧化铝只是容纳铬离子的基质,对激光作用只起间接作用,因此为了弄清红宝石激光器的工作原理,需要对红宝石中的铬离子的能级结构及其光学特性进行阐述。


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