Лазеры на рубине

Большое практическое применение имеет оксид алюминия. Из него изготавливают весьма огнеупорную и химически стойкую керамику. Разработана технология получения прозрачной корундовой керамики. В больших количествах выращивают монокристаллы чистого АЬОз (лейкосапфир) и АЬОз с добавками примесей (искусственные рубины и сапфиры). Из них делают лазеры и подшипники для точных механизмов. [c.343]

Переход 2-3 является безызлучательным. Возвращение электронов с уровня 2 на исходный уровень I сопровождается излучением на длине волны 694,3 нм (красный цвет). Оба конца рубинового стержня покрыты отражающими слоями (< и 6 на рис. 5.2, а, причем слой 4 выполнен полупрозрачным). После многократных отражений в оптическом резонаторе, образованном зеркалами и рубиновым стержнем, происходит усиление излучения и образуется мощный когерентный пучок с плоским фронтом, двигающимся вдоль оси кристалла и выходящим через полупрозрачное зеркало 4 (рис. 5.2, а). Генерация излучения продолжается до тех пор, пока заселенности уровней 1 и 2 не сравняются. Лазер на кристалле рубина длиной от 20 до 25 см и диаметром 1,5 см при накачке с помощью светового импульса длительностью 10 з с излучает в течение времени такого же порядка импульс мощностью 1 кВт. [c.98]

В настоящее время наряду с рубином в твердотельных лазерах в качестве активного элемента используют стекла с неодимом и алюмо- [c.98]

Оксид алюминия встречается в природе в виде твердого минерала корунда, используемого как абразивный материал для шлифовки и полировки металлов. Многие драгоценные камни — рубин, сапфир, аметист — разновидности корунда, окрашенные примесями. Искусственно выращенные монокристаллы рубина используются в лазерах, часовой и ювелирной промышленности. [c.152]

ИЗГОТОВЛЯЮТ опорные камни в точных механизмах. В последнее время искусственные рубины используют в качестве квантовых генераторов (лазеры). [c.528]

Оксид алюминия АЬОз, называемый также глиноземом, встречается в природе в кристаллическом виде, образуя минерал корунд. Корунд обладает очень высокой твердостью. Его прозрачные кристаллы, окрашенные примесями в красный или синий цвет, представляют собой драгоценные камни — рубин и сапфир. Теперь рубины получают искусственно, сплавляя глинозем в электрической печи. Они используются не столько для украшений, сколько для технических целей, например, для изготовления деталей точных приборов, камней в часах и т. п. Кристаллы рубинов, содержащих малую примесь СгзОз, применяют в качестве квантовых генераторов — лазеров, создающих направленный пучок монохроматического излучения. [c.402]

В последние годы искусственные рубины стали использовать в качестве основной составной части мощного оптического излучателя — лазера. Его устройство основано на способности искусственного рубина при облучении ксеноновой лампой испускать кванты красного света. Игольчатые пучки световых волн лазеров, обладающие световым давлением в миллионы атмосфер, способны бурить твердые породы, сваривать точечные поверхности, ускорять заряженные частицы и даже передвигать с одной орбиты на другую искусственные спутники Земли. [c.183]

Оксид алюминия (старое название — глинозем) А ,.Оз — вещество белого цвета, весьма тугоплавкое, с очень высокой твердостью. Исходный продукт для получения алюминия. В природе встречается в виде корунда и его разновидностей. Если бесцветные кристаллы корунда окрашены примесями в синий цвет, то они называются сапфирами, в фиолетовый — аметистами, в красный — рубинами. Кристаллы рубинов с примесями оксида хрома (П1) используются в качестве лазеров. [c.184]

Возможная работа рубинового лазера и в непрерывном режиме, но для этого требуются большая мощность оптической накачки и принятие мер для охлаждения рубина (рубин нагревается за счет того, что энергия, выделяющаяся при переходе Е, [c.523]

Кроме рубина, в твердотельных лазерах используют ряд других Диэлектрических кристаллов, а также стекла (аморфные диэлектрики), содержащие редкоземельные ионы, [12, 13]. [c.523]

Длительность импульса излучения обычно составляет от 0,2 до 5 мс, их частота 1 —10 Гц. Такой режим позволяет получить высокую концентрацию ЭНергии В МО-мент импульса в луче лазера (пиковая мощность импульсов может достигать десятков киловатт) при небольшой средней мощности. Это необходимо в связи с высокой чувствительностью активного элемента (особенно рубина) твердотельного лазера к нагреву, что и ограничивает среднюю выходную мощность, несмотря на применяемое водяное охлаждение отражателя. Коэффициент полезного действия лазера на твердом теле очень мал (0,1 —1,0%) почти вся энергия, подводимая к лампе накачки, превращается в теплоту, которая на-грева( т активный элемент. [c.382]

Рубины искусственные 283,56 427,48 276,26 Лазер 0,01-0,2 [1831 [c.80]

Типичный рубиновый лазер показан на рис. 10.25. Ксеноновую импульсную лампу устанавливают вдоль одной оси цилиндрического эллиптического резонатора. Вдоль другой оси размещают рубиновый стержень диаметром 3—20 мм и длиной 20—250 мм. Эллиптический резонатор направляет почти весь свет от импульсной лампы на рубиновый стержень. При высоких температурах, необходимых для оптической накачки рубина, большинство ксеноновых ламп не могут работать в непрерывном режиме и поэтому являются импульсными. [c.171]

В твердотельных лазерах в качестве активной среды используют как диэлектрики (рубин, стекло с добавками неодима, алюмоиттрие-вый гранат - АИГ), так и полупроводники (например, арсенид галлия). В газовых лазерах активной фазой могут быть чистые газы (Вг, N6, Кг, Хе) или смеси газов (Не - N6, С02-Н2 Не). К.п.д. твердотельных лазеров лежит в пределах 0,01-4%, а газовых 8-30%, причем наиболь- [c.97]

Монокристаллы германия, кремния, арсенида галлия, сульфида свинца и т. п. используют для изготовления полупроводниковой аппаратуры диодов, триодов и т. д. (см. разд. У.14). Монокристаллы рубина, фторида лития и некоторые полупроводники применяются в лазерах. Монокристаллы кварца, каменной соли, кремния, германия, исландского шпата, фторида лития и др. применяют в оптических узлах многих приборов физико-химического анализа. Монокристаллы кварца и сегиетовой соли используют для стабилизации радиочастот, генерирования ультразвука, изготовления основных деталей микрофонов, телефонов, манометров, адаптеров и т. д. Монокристаллы алмаза широко используются при обработке особо твердых материалов и бурении горных пород. Отходы монокристаллов рубина нашли применение в часовой промышленности. Многие монокристаллы применяются так же в качестве украшений (бриллиант, топаз, сапфир, рубин и др.). [c.38]

Соединения алюминия. Оксид алюминия известен в виде нескольких модификаций. Наиболее устойчивой является а - А Оз. Эта модификация встречается в земной коре в виде минерала корунда, из которого готовят шлифовальные диски и наждачные порошки. Применение корунда в качестве абразивного материала основано на его высокой твердости, уступающей лишь твердости алмаза, карборунда 81С и боразона ВЫ. Сплавлением А]20з с СгаОз получают искусственные рубины. Из них изготовляют опорные камни в точных механизмах. В последнее время искусственные рубины применяют в квантовых генераторах (лазерах). Изделия из А12О3 используют как огнеупоры и диэлектрики. [c.279]

Интересна попытка использования фторида скандия (ЗсРз) в квантовомеханических усилителях — лазерах. При добавлении его в искусственные рубины свойства последних значительно улучшаются. [c.70]

Применение соединений. Соединения алюминия находят разнообразное применение. Природные алюмосиликаты (глины) — основное сырье для производства фарфора, фаянса, гончарных изделий, огнеупоров (см. гл XV, 2). Искусственные рубины нужны для квантовых генераторов (лазеров) и в качестве опорных камней для точных механизмов. При дегидратации гидроксида алюминия А1(0Н )з образуется алюмогель, который, как и силикагель, служит в технике адсорбентом. Сульфат алюминия А12(804)з I8H2O используется для очистки (осветления) воды, так как при подщелачивании раствора образует рыхлые хлопья А1(0Н)з, которые хорошо поглощают взвешенные примеси. Алюмокалиевые квасцы применяют в текстильной промышленности как протраву при крашении тканей, в бумажной промышленности — при проклеиванйи бумаги, в производстве лайковой кожи в качестве дубителя, так как ионы Al " (как и ионы Сг " ") способны взаимодействовать с белковыми молекулами. Ткани и дерево, пропитанные раствором квасцов, приобретают огнестойкость. В медицине их применяют как средство, оказывающее вяжущее, подсушивающее и дезинфицирующее действие на слизистые оболочки и на кожу. Свое название квасцы получили еще в XV в. за вяжущий и кислый вкус. [c.311]

Сплавляя AI2O3 с СггОз, получают искусственные рубины для часовой промышленности, а также и для лазеров и фильеров в волочильных станках. Полу-, чать монокристаллы AI2O3 можно методом Верней-ля (рис. 89). Порошок AI2O3 помещают в контейнер А, откуда по мере надобности подают в поток водорода, входящего в отверстие Б. Водород смешивают с кислородом, поступающим в отверстие В. У сопла Г гремучий газ поджигают. Пламя нагревает затравку Д, находящуюся на тугоплавкой керамической подставке. Верхняя часть затравки плавится и сцепляется с остальной частью. Постепенно добавляется [c.284]

Это белое, тугоплавкое, нерастворимое в воде вещество. Встречается в виде минерала корунда (а-оксида алюминия), занимающего по твердости второе место после аламаза. Прозрачные кристаллы корунда бывают окрашены в красный или синий цвет (рубин и сапфир). В настоящее время рубины получают искусственно для технических целей. Кристаллы рубинов приобрели значение как квантовые усилители (генераторы) электромагнитных излучений усилители радиоволн называют мазерами, а усилители световых волн — лазерами. [c.314]

Рубиновый лазер. Источником когерентного излучения (рабочим телом) здесь является кристалл розового рубина (окись алюминия А1аОз — корунд), содержащего в качестве примеси замещения трехвалентные парамагнитные ионы хрома Сг + (0,050%). У трехвалентного иона хрома, энергетическая схема которого [c.522]

В настоящее время уровень развития теории химии твердых тел позволяет целенаправленно синтезировать новые материалы, а также прогнозировать их физико-химические свойства. Например, важнейшая часть рубинового лазера — кристалл рубина, который преобразует полихроматическое излучение в монохроматическое— когерентный луч. Химический состав и структура рубина соответствуют -корунду. Характерной окраске и специфическим свойствам такой кристалл обязан примесным ионам Сг + (примесь 0,05% СгзОз), которые замещают часть ионов АР+. Облучение инициирует колебание ионов Сг +, которые генерируют вторичное уже когерентное излучение. Остальная масса кристалла играет пассивную роль — является проводящей прозрачной средой. Поэтому при создании ла.черов материаловедческая задача выглядела так рабочий кристалл должен быть прозрачен для света и [c.49]

Новый скачок в развитии промышленности монокристаллов рубинов произошел после того, как они стали использоваться в качестве лазеров. Применение различных кристаллов для квантовых генераторов, люминесцентных кристаллов и монокристаллов полупроводников уже создало целую зпоху в науке и промышленности. [c.11]

На рие 17.8 схематически показано положетге нсргетиче-ских уровнен иона Сг - в рубине. Накачку лазера производят [c.174]

Алюминий (чистый и в виде сплавов) вслед за железом возглавляет список металлов, без которых нет современной техники. Из чистого алюминия, ввиду его высокой электропроводности (третье место после серебра и меди), делают провода. В качестве конструкционных материалов чаще используют сплавы алюминия с Си, Mg, Мп (дуралюминий) и с Si (силумины). Это основные материалы авиационной и космической техники, строительной индустрии, автомобилестроения и т. д. Алюминий участвует также в процессе получения металлов (Са, Sr, Ва, Мп и др.) путем восстановления их из оксидов или галогенидов (алюмотермия). Глинозем широко распространен в производстве огнеупорной и химически стойкой керамики. Природный или синтетический корунд (высокотемпературная кристаллическая модификация AI2O3) необходим в производстве лазеров, подшипников (камней) в часах и драгоценных камней рубина и сапфира. Благодаря сильному гидролизу AI2 (804)3 и NaAlOa служат для осветления воды на станциях городского водопровода [c.145]

В других инструментах, но фирма Джева выращивает рубины также для лазеров, и ее материалы были использованы на искусственном спутнике Земли Тельстар . [c.37]

Поскольку установить, что рубины выращены при плавлении в пламени, довольно просто, предпринимались попытки получить материал, больше соответствующий природному, для чего применялись различные методы. Рубины, наиболее близкие к природным, получались теми методами, в которых использовались плавни. Хотя рубины, выращенные из раствора в расплаве, были известны еще в XIXв.. Интерес к ним возник только тогда, когда в исследовательских Лабораториях начали изучать применение высококачественных кри- таллов рубинов в мазерах и лазерах. Эта область исследований начала развиваться в конце 1950-х годов. Для этих целей нз раствора-Расплава выращивались кристаллы пластинчатого габитуса Эриком байтом [16] в исследовательской лаборатории Хёрст , Уэмбли, Бобом [c.43]

Первый действующий лазер представлял собой твердотельную систему на рубине и был сконструирован Майманом в 1960 г. Это была трехуровневая система, действующая на ионах Сг + в кристалле рубина, в которой использовалась оптическая накачка. В 1961 г. Джовая с сотрудниками создали первый газовый лазер на смеси гелий — неон. С того времени для создания лазеров было использовано много различных веществ— газовых, жидких и твердых. Прямое излучение этих лазеров дает частоты, перекрывающие большую часть видимого и инфракрасного спектральных диапазонов. Ультрафиолетовое лазерное излучение может быть получено на основе эффекта удвоения частоты (который объясняется особыми свойствами нелинейной оптики). На основе органических красителей удается построить лазеры с плавной перестройкой частоты. [c.189]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология