红宝石激光器的工作物质是什么其特性有哪些

作者：朱赫言人气：43

红宝石激光器的工作物质主要是红宝石晶体（含少量铬离子的三氧化二铝晶体）。

红宝石的特性主要包括：

1. 较宽的吸收带：有利于吸收泵浦光能量。

2. 高增益：能够实现有效的光放大。

3. 稳定的物理和化学性质：在一定条件下能可靠地工作。

红宝石激光器是最早研制成功的激光器之一，在科学研究、医疗等领域曾有重要应用。

红宝石激光器主要由以下结构组成：

1. 红宝石晶体：通常是掺有少量铬离子的氧化铝晶体，铬离子是产生激光的关键。

2. 激励源：如闪光灯等，用于提供能量激发红宝石晶体中的铬离子。

3. 光学谐振腔：由两个反射镜组成，使光在其中来回反射增强。

其工作原理如下：

激励源发出的光照射到红宝石晶体上，使其中的铬离子吸收能量从基态跃迁到激发态。处于激发态的铬离子不稳定，会迅速以无辐射跃迁的方式回到亚稳态。当亚稳态上的粒子数积累到一定程度时，在光学谐振腔的作用下，特定方向和频率的光会被不断放大，形成很强的激光束从谐振腔输出。

红宝石激光器具有以下特点：它是最早发现和研制成功的固体激光器之一，输出波长相对固定，在一些特定领域如激光打孔等有应用。但随着技术发展，其他类型的激光器也逐渐得到广泛应用。

红宝石激光器的工作原理如下：

红宝石是一种掺有少量铬离子的氧化铝晶体。

工作时，利用激励源（如氙灯等）发出的光照射红宝石晶体。激励源的能量被红宝石晶体吸收，使其中的铬离子从基态被激发到高能态。

处于高能态的铬离子不稳定，会迅速跃迁回低能态，并释放出与红宝石晶体光学谐振腔轴线平行的光子。这些光子在谐振腔内来回反射，不断激发其他处于高能态的铬离子产生受激辐射，从而使光子不断增殖、放大。

当增益达到一定程度，形成强烈的激光束，从谐振腔的一端输出。

红宝石激光器通过激励源激发晶体中的离子，利用受激辐射和光学谐振腔的作用产生高强度、方向性好的激光。

红宝石激光器具有以下一些主要应用领域：

1. 科学研究：可用于基础物理研究、光谱学分析等。

2. 医学：在皮肤科等领域用于治疗一些皮肤疾病，如去除纹身等。

3. 材料加工：可进行打孔、切割、焊接等操作。

4. 激光测距：利用其发射的激光脉冲进行距离测量。

5. 全息摄影：为全息成像提供光源。

6. 实验室应用：在各类实验室中作为稳定的激光光源。