红宝石激光器 Ruby lasers

2022-10-27 13:13:42 浏览:540

定义

基于红宝石晶体的固态激光器。

红宝石激光器是基于合成红宝石激光晶体作为增益介质的红色固态激光器。红宝石是掺铬刚玉(氧化铝,Cr3+:Al2O3 )。第一种激光器由休斯研究实验室的西奥多·迈曼(Theodore H. Maiman)于1960年演示,是一种自由运行的闪光灯泵浦红宝石激光器,发射波长为694.3 nm[1]。在绿色和蓝色光谱区域可以进行光泵浦。

虽然后来开发了许多其他固态激光器,但红宝石激光器属于相对较少的固态可见激光器。大多数其他的都在红外光谱区域发射。与其他红色激光器(如氦氖激光器)相比,它们适用于产生强脉冲。

Ruby属于三级激光增益介质,因此需要相当高的泵浦强度才能产生激光增益。Nd:YAG是四电平增益介质的一个突出例子,操作起来要容易得多。此外,所需的绿色或蓝色泵浦光使得二极管泵浦与钛 - 蓝宝石激光器类似困难;但是,使用蓝色激光二极管 [2] 是可能的。大多数情况下,红宝石激光器通过闪光灯泵浦,无论是在自由运行模式下(脉冲持续时间约为1 ms),还是通过Q开关进行纳秒脉冲,并相应地具有更高的峰值功率。可以实现相当高的脉冲能量(例如1 J),尽管很难与高光束质量相结合。

由于其性能有限,红宝石激光器并未得到广泛使用。除了红外染料激光器的脉冲泵浦外,最初的应用是激光测距仪、高速摄影、脉冲全息术、纹身和脱毛(→医用激光器)。如今,一些调Q红宝石激光器用于金刚石钻孔。

参考文献

[1] T. H. Maiman, “Stimulated optical radiation in ruby”, Nature 187, 493 (1960) (first experimental demonstration of a laser), doi:10.1038/187493a0
[2] W. Luhs and B. Wellegehausen, “Diode pumped cw ruby laser”, OSA Continuum 2 (1), 184 (2019), doi:10.1364/OSAC.2.000184

激光器

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