红宝石激光器发明者
红宝石激光器?
红宝石激光器寿命?
特点:激光设想提出后不久,红宝石首先被用来制造世界上第一台激光。
激光红宝石晶体的基质是Al2O3、晶体内掺约0.05%(重量比)Gr2O3。
Cr3 密度约为,1.58×1019/厘米3。
Cr3 取代晶体Al3 位置均匀分布,光学属于负单轴晶体。
在Xe(氙)灯照射下,红宝石晶体原处于基态E1颗粒被吸收Xe光子被激发E3能级。
粒子在E3能级平均寿命很短(约10-9秒)。
大部分颗粒通过无辐射跃迁到达激光上能级E2。
粒子在E2能级寿命长,可达3×10-3秒。
所以在E2能级积累大量粒子,形成E2和E1之间的粒子数反转,晶体反转频率ν满足hν=E2—E1 (其中h普朗克常数,E2、E光子分别是激光上下能量)具有放大作用,即增加该频率的光。
1 2
当增益G当足够大,能够满足阈值条件时,部分反射镜端波长为6943×10-激光输出10米。
普通激光发出的光可以是绿色的,而红宝石只能是红色的,而红宝石激光发出的激光聚集性更强,功率更大,能量更强!
大多数自然发光与电无关,比如我们点燃蜡烛,或者看到一颗星星发光,与电没有直接关系。
那为什么我们点蜡烛不发出强大的激光成为激光呢?
激光器主要由三部分组成:
激光器组成
第一部分称为激发源,又称泵浦源。负责将能量注入激光器。
第二部分称为工作介质,也称为增益介质,由外界注入的能量刺激。例如,红宝石激光器内部的红宝石柱是一种典型的工作介质;或者二氧化碳激光器玻璃管中的二氧化碳气体也是一种工作介质。
第三部分称为共振腔,通常由一对全反射镜和半反射镜组成,一个可以增加激光的功率,另一个可以理顺激光的方向。
当然,我们现在谈论的是基本的激光模型。泵源最简单的形式是灯管。以红宝石激光器为例:
红宝石激光器
氙气发光管缠绕在红宝石外。当发光管通过高压电时,氙气开始发光。光的能量使红宝石中的电子跃迁到高能水平。当电子跃迁到低能水平时,它们开始无序发光。这时,由一对镜子组成的共振腔反复梳理电子下落的频率,最后电子一起跳跃下落。这时,激光就产生了。
1
2