첨단 광학 및 정밀 재료 과학 분야에서, 통상적으로 코룬드라고 불리는 단일 결정 알루미늄 산화물 (Al2O3) 은 초석 재료로 사용됩니다.비록 합성 루비와 산업 사파이어는 숙주 격자 수준에서 화학적으로 동일하지만, 미세먼지 첨가물질의 의도적인 도입 (또는 부재) 은 이 두 가지 물질 사이의 결정적인 기능적 분리를 만듭니다.자매 결정.
레이저 엔지니어, 광학 디자이너, 재료 과학자들을 위해, 물리, 광학,그리고 루비와 사파이르 사이의 열역학적 경계는 시스템 성능을 최적화하기 위해 필수적입니다., 신뢰성, 그리고 수명
루비와 사파이어는 모두 삼각형 결정 체계에서 롬보헤드러 대칭 (공간 그룹 R-3c) 으로 결정화된다.그들의 공유 된 코룬드 격자 는 희귀 한 "슈퍼-물질" 특성 조합 을 부여 합니다.:
극심 한 경직성
모스 경도는 9입니다.0, 다이아몬드와 모이산타에 지나지 않습니다.
높은 열전도성
방 온도에서 약 30~35 W·m−1·K−1 (지향에 따라), 대부분의 광학 안경과 많은 레이저 세라믹보다 상당히 높습니다.
화학 및 환경적 무력성
산, 알칼리, 방사선, 고온 산화 등에 뛰어난 내성
기능적 분차는 이온 대체 수준에서 발생합니다.
합성 루비
크롬 이온 (Cr3+) 은 Al2O3 격자에서 알루미늄 이온 (Al3+) 의 작은 부분을 대체하며, 일반적으로 0.03~0.5%의 농도에서
산업용 사피어
염료되지 않은 또는 초고 순수 Al2O3가 광적 투명성, 기계적 강도 및 열 안정성을 위해 최적화되어 있습니다.
중요한 것은 두 재료 모두 동일한 호스트 격자 (Al2O3) 를 유지한다는 것입니다. 도판트 때문에 전자 에너지 상태만 다릅니다.
합성 루비는 레이저 역사에서 1960년에 시어도어 H. 메이먼이 보여준 작동 레이저에서 사용되는 첫 번째 활성 이득 매체로 독특한 위치를 차지합니다.
루비는 3단계 레이저 시스템으로 작동하며, 이는 근대 4단계 고체 레이저와 근본적으로 구별된다.
펌프 흡수
Cr3+ 이온은 광대역 녹색 및 파란색 빛 (≈400 ∼ 560 nm) 을 흡수하며, 일반적으로 엑센론 플래시 램프에서 흡수된다.
초안정 국가 인구
비 방사성 완화는 메타 안정성으로 가득합니다.2E^2E2E국가.
자극된 방출
레이저 방출은 694.3 nm (깊은 빨간색) 에서 발생하며2E→4A2^2E → ^4A_2전환.
더 낮은 레이저 레벨이 기본 상태이기 때문에, 높은 펌프 에너지 밀도가 인구 반전을 달성하는 데 필요합니다.
높은 펄스 에너지 용량
루비 레이저는 고에너지, 단시간의 펄스를 생성하는데 탁월하지만 반복 속도는 낮습니다.
기계적 및 열적 견고성
단일 결정 루비 막대기는 유리 기반의 증강 매체보다 강렬한 광적 펌프 및 기계적 충격을 훨씬 더 잘 견딜 수 있습니다.
특이한 스펙트럼 안정성
일정한 방출 파장, 최소 열 유동
산업용 레이저 절단에서 크게 대체 되었음에도 불구하고 루비 레이저는 다음과 같은 분야에서 필수적입니다.
피부학 (태투 및 색소성 부종 제거)
홀로그래픽 인터페로메트리 및 홀로그래픽 기록
높은 스트레인율 물리학 및 플라스마 진단
정밀 측량학 참조 소스
루비의 빛 생성자 역할과 달리, 무도피드 사파이어는 주로 수동 광학 및 구조 재료로 기능합니다.
산업용 사파이어는 광성 결정 중 가장 넓은 전송창을 가지고 있습니다.
전송 범위:
~200nm (Deep UV) ~5.0~5.5μm (Mid-IR), 순수성과 결정 지향에 따라
레이저로 인한 손해 경격 (LIDT):
모든 광학 물질 중 가장 높은 수준으로, 사파이어는 고전력 및 고 유동 레이저 시스템에 이상적입니다.
레이저 빔 전달 및 동질화
사파이어 막대기는 녹은 실리카 또는 유리가 열 분해 또는 표면 손상을 당할 때 빛 가이드 또는 균일화 장치로 작용합니다.
열 관리 부품
사피어 창문과 막대는 다이오드 펌프 고체 레이저와 고전력 LED 시스템에서 광적 열 분산자로 사용됩니다.
가혹 한 환경
반도체 CVD 챔버, 진공 시스템 및 고압 광 포트에서 널리 사용됩니다.
티타늄 이온 (Ti3+) 이 첨가되면 사파이어는 Ti: 사파이어, 가장 중요한 조정 가능한 레이저 결정이됩니다.
초단 펠트 초인 펄스 생성
~650~1100 nm의 파장 조정
재료 분류 관점에서, Ti: 사파이어는 루비 또는 산업 사파이어가 아니라 다른 활성 레이저 결정입니다.
| 재산 | 합성 루비 막대 (Cr3+:Al2O3) | 산업용 사파이어 막대 (Al2O3) |
|---|---|---|
| 주요 기능 | 액티브 이득 매개체 | 수동 광학적 부품 |
| 레이저 활동 | 그래요 | 아니 |
| 방출 / 전송 | 694.3 nm (결정) | 0.2·5.5 μm (브로드밴드) |
| 열전도성 | 높은 | 우수한 (최고 열 충격 저항성) |
| 광학적 외관 | 진한 빨간색 (Cr3+ 흡수) | 무색/분명 |
| 전형적인 사용 사례 | 펄스 루비 레이저, 측정 | 레이저 창, 파도 안내기, 반도체 도구 |
당신은 694.3nm 펄스 레이저 시스템을 설계하거나 유지 관리하고 있습니다
귀하의 신청은 특정 Cr3+ 전자 전환에 의존합니다
당신은 높은 가시성을 참조 요소가 필요합니다 (예를 들어, CMM 탐사 끝, 정렬 표준)
당신은 광대역 UV 뷰블 IR 전송이 필요합니다.
당신의 시스템은 높은 레이저 유동성 또는 전력 밀도에서 작동
환경 은 극심 한 온도, 화학 물질 에 노출 된 상태, 또는 진공
광학 물질의 계층에서 합성 루비는 광학 엔진으로 작동하며,극한 환경에서 고에너지 광자를 안전하게 안내하고 관리합니다..
현대 반도체, 항공우주 및 고전력 광학 시스템의 선택은 품질의 문제가 아니라 기능의 문제입니다.
크리스탈이 빛 발생에 적극적으로 참여해야 할까요? 아니면 광학적 무결성의 끈질긴 수호자로서 행동해야 할까요?
첨단 광학 및 정밀 재료 과학 분야에서, 통상적으로 코룬드라고 불리는 단일 결정 알루미늄 산화물 (Al2O3) 은 초석 재료로 사용됩니다.비록 합성 루비와 산업 사파이어는 숙주 격자 수준에서 화학적으로 동일하지만, 미세먼지 첨가물질의 의도적인 도입 (또는 부재) 은 이 두 가지 물질 사이의 결정적인 기능적 분리를 만듭니다.자매 결정.
레이저 엔지니어, 광학 디자이너, 재료 과학자들을 위해, 물리, 광학,그리고 루비와 사파이르 사이의 열역학적 경계는 시스템 성능을 최적화하기 위해 필수적입니다., 신뢰성, 그리고 수명
루비와 사파이어는 모두 삼각형 결정 체계에서 롬보헤드러 대칭 (공간 그룹 R-3c) 으로 결정화된다.그들의 공유 된 코룬드 격자 는 희귀 한 "슈퍼-물질" 특성 조합 을 부여 합니다.:
극심 한 경직성
모스 경도는 9입니다.0, 다이아몬드와 모이산타에 지나지 않습니다.
높은 열전도성
방 온도에서 약 30~35 W·m−1·K−1 (지향에 따라), 대부분의 광학 안경과 많은 레이저 세라믹보다 상당히 높습니다.
화학 및 환경적 무력성
산, 알칼리, 방사선, 고온 산화 등에 뛰어난 내성
기능적 분차는 이온 대체 수준에서 발생합니다.
합성 루비
크롬 이온 (Cr3+) 은 Al2O3 격자에서 알루미늄 이온 (Al3+) 의 작은 부분을 대체하며, 일반적으로 0.03~0.5%의 농도에서
산업용 사피어
염료되지 않은 또는 초고 순수 Al2O3가 광적 투명성, 기계적 강도 및 열 안정성을 위해 최적화되어 있습니다.
중요한 것은 두 재료 모두 동일한 호스트 격자 (Al2O3) 를 유지한다는 것입니다. 도판트 때문에 전자 에너지 상태만 다릅니다.
합성 루비는 레이저 역사에서 1960년에 시어도어 H. 메이먼이 보여준 작동 레이저에서 사용되는 첫 번째 활성 이득 매체로 독특한 위치를 차지합니다.
루비는 3단계 레이저 시스템으로 작동하며, 이는 근대 4단계 고체 레이저와 근본적으로 구별된다.
펌프 흡수
Cr3+ 이온은 광대역 녹색 및 파란색 빛 (≈400 ∼ 560 nm) 을 흡수하며, 일반적으로 엑센론 플래시 램프에서 흡수된다.
초안정 국가 인구
비 방사성 완화는 메타 안정성으로 가득합니다.2E^2E2E국가.
자극된 방출
레이저 방출은 694.3 nm (깊은 빨간색) 에서 발생하며2E→4A2^2E → ^4A_2전환.
더 낮은 레이저 레벨이 기본 상태이기 때문에, 높은 펌프 에너지 밀도가 인구 반전을 달성하는 데 필요합니다.
높은 펄스 에너지 용량
루비 레이저는 고에너지, 단시간의 펄스를 생성하는데 탁월하지만 반복 속도는 낮습니다.
기계적 및 열적 견고성
단일 결정 루비 막대기는 유리 기반의 증강 매체보다 강렬한 광적 펌프 및 기계적 충격을 훨씬 더 잘 견딜 수 있습니다.
특이한 스펙트럼 안정성
일정한 방출 파장, 최소 열 유동
산업용 레이저 절단에서 크게 대체 되었음에도 불구하고 루비 레이저는 다음과 같은 분야에서 필수적입니다.
피부학 (태투 및 색소성 부종 제거)
홀로그래픽 인터페로메트리 및 홀로그래픽 기록
높은 스트레인율 물리학 및 플라스마 진단
정밀 측량학 참조 소스
루비의 빛 생성자 역할과 달리, 무도피드 사파이어는 주로 수동 광학 및 구조 재료로 기능합니다.
산업용 사파이어는 광성 결정 중 가장 넓은 전송창을 가지고 있습니다.
전송 범위:
~200nm (Deep UV) ~5.0~5.5μm (Mid-IR), 순수성과 결정 지향에 따라
레이저로 인한 손해 경격 (LIDT):
모든 광학 물질 중 가장 높은 수준으로, 사파이어는 고전력 및 고 유동 레이저 시스템에 이상적입니다.
레이저 빔 전달 및 동질화
사파이어 막대기는 녹은 실리카 또는 유리가 열 분해 또는 표면 손상을 당할 때 빛 가이드 또는 균일화 장치로 작용합니다.
열 관리 부품
사피어 창문과 막대는 다이오드 펌프 고체 레이저와 고전력 LED 시스템에서 광적 열 분산자로 사용됩니다.
가혹 한 환경
반도체 CVD 챔버, 진공 시스템 및 고압 광 포트에서 널리 사용됩니다.
티타늄 이온 (Ti3+) 이 첨가되면 사파이어는 Ti: 사파이어, 가장 중요한 조정 가능한 레이저 결정이됩니다.
초단 펠트 초인 펄스 생성
~650~1100 nm의 파장 조정
재료 분류 관점에서, Ti: 사파이어는 루비 또는 산업 사파이어가 아니라 다른 활성 레이저 결정입니다.
| 재산 | 합성 루비 막대 (Cr3+:Al2O3) | 산업용 사파이어 막대 (Al2O3) |
|---|---|---|
| 주요 기능 | 액티브 이득 매개체 | 수동 광학적 부품 |
| 레이저 활동 | 그래요 | 아니 |
| 방출 / 전송 | 694.3 nm (결정) | 0.2·5.5 μm (브로드밴드) |
| 열전도성 | 높은 | 우수한 (최고 열 충격 저항성) |
| 광학적 외관 | 진한 빨간색 (Cr3+ 흡수) | 무색/분명 |
| 전형적인 사용 사례 | 펄스 루비 레이저, 측정 | 레이저 창, 파도 안내기, 반도체 도구 |
당신은 694.3nm 펄스 레이저 시스템을 설계하거나 유지 관리하고 있습니다
귀하의 신청은 특정 Cr3+ 전자 전환에 의존합니다
당신은 높은 가시성을 참조 요소가 필요합니다 (예를 들어, CMM 탐사 끝, 정렬 표준)
당신은 광대역 UV 뷰블 IR 전송이 필요합니다.
당신의 시스템은 높은 레이저 유동성 또는 전력 밀도에서 작동
환경 은 극심 한 온도, 화학 물질 에 노출 된 상태, 또는 진공
광학 물질의 계층에서 합성 루비는 광학 엔진으로 작동하며,극한 환경에서 고에너지 광자를 안전하게 안내하고 관리합니다..
현대 반도체, 항공우주 및 고전력 광학 시스템의 선택은 품질의 문제가 아니라 기능의 문제입니다.
크리스탈이 빛 발생에 적극적으로 참여해야 할까요? 아니면 광학적 무결성의 끈질긴 수호자로서 행동해야 할까요?
