2.البنية الفيزيائية لعصا ليزر الروبي

عادة ما يتم تصنيع قضبان ليزر الروبي فيأشكال أسطوانية، مع قطرات تتراوح من بضعة مليمترات إلى 10 ملم، وأطوال تتراوح بين 30 إلى 150 ملم اعتمادا على متطلبات التطبيق.هذه الهندسة تحسين انعكاس الضوء الداخلي والكسب داخل تجويف الليزر.

تركيز المنشطاتأيونات Cr3 + عادة ما تكون حوالي 0.05٪مستوى معايرة بعناية يوازن بين كفاءة امتصاص وانبعاث الضوء. يتم إدخال ذرات الكروم خلال نمو البلور،استبدال بعض ذرات الألومنيوم في شبكة الزعفرة لتشكيل مراكز الليزر.

3مبدأ عمل عصا ليزر الروبي

3.1تحفيز أيونات الكروم

ليزر الياقوت هوليزر الحالة الصلبة المضخة بواسطة مصباح فلاشعندما يُشع ضوء طاقة عالية من مصباح فلاش زينون بعصا الروبي،أيونات Cr3+ تمتص الفوتونات، وخاصة في المناطق الخضراء والزرقاء من الطيف المرئي. هذه العملية الإثارة يرفع الإلكترونات إلى مستويات طاقة أعلى.

3.2الحالة غير المستقرة والانقلاب السكاني

بعد الإثارة، الإلكترونات في أيونات Cr3+ تنخفض إلىالحالة المتعددة الاستقرار، حيث يمكنهم البقاء لثواني صغيرة دون فقدان الطاقة.انعكاس السكانحالة يحتل فيها عدد أكبر من الإلكترونات الحالة المثيرة أكثر من الحالة الأساسية. هذا شرط أساسي لحدوث انبعاث محفز.

3.3 انبعاثات محفزة ومخرجات الليزر

عندما يتفاعل فوتون من طول الموجة الصحيح (694.3 نانومتر، أحمر غامق) مع أيون Cr3 + متحمس، فإنه يؤدي إلى انبعاث فوتون ثان في المرحلة المثالية والاتجاهضوء متماسكهذا التفاعل المتسلسل لتوليد الفوتونات هو ما ينتج شعاع الليزر القوي

3.4الرنين البصري والتضخيم

يتم وضع قضيب الياقوت بين مرآتينالتجويف البصري الرنينالمرآة الواحدة عاكسة بالكامل، والآخر ناقص جزئيا. الضوء ينعكس عدة مرات من خلال قضيب، وتحفيز المزيد من الانبعاثات،حتى يخرج الضوء المتماسك كحزمة ليزر ضيقة من مقبل الخروج.

4.دور رائد في تاريخ الليزر

ليزر الياقوت جعل التاريخ في1960، عندما الفيزيائي(ثيودور مايمان)تم إظهار تشغيلها لأول مرة في مختبرات هيوز للأبحاث. وكان أول جهاز لتحويل المفهوم النظري للليزر (تضخيم الضوء عن طريق انبعاث الإشعاع المحفزوقد وضعت هذه الاختراقات الأساس لعقود من الابتكارات البصريةأساس جميع تقنيات الليزر.

5مزايا وعيوب ليزر روبي

5.1 المزايا

أ.تصميم بسيط
ليزر الروبي بسيط من الناحية الهيكلية، مما يجعلهم متاحين للتعليم، النموذج الأولي، والبحوث.

ii.الوسيط الصلب المستدام
العصا الروبي الاصطناعية قوية ميكانيكياً ومستقرة كيميائياً وأقل حساسية لظروف البيئة من الليزر الغازية أو الصبغة.

الثالث.جودة شعاع ممتاز
ينتج شعاعًا أحمرًا متماسكًا ومتماسكًا بشكل ضيق مع دقة فضائية عالية مثاليًا للهولوغرافيا وبعض التطبيقات الطبية.

(iv)الأهمية التاريخية
ليزر الروبي يمثل علامة تاريخية تكنولوجية ولا يزال رمزا للابتكار الليزر.

6تطبيقات ليزر روبي

على الرغم من تجاوزها من قبل أنواع الليزر الحديثة مثل Nd: YAG أو الليزر الألياف أو الليزر ثنائي الأيقونة ، إلا أن الليزر الروبي لا يزال يستخدم في مجالات النشوة حيث يكون طول الموجة المحدد والإنتاج النبض مفيدًا:

• هولوغرافيا
  الضوء الأحمر المتسق المستقر مثالي لتسجيل أنماط التداخل بدقة عالية

• طب الجلد
  لقد استخدمت الليزر الروبيإزالة الوشم,علاج الصباغات، وتجديد سطح الجلدبسبب نبضاتها القصيرة ذات الطاقة العالية

• أبحاث العلوم المادية
  تستخدم في الدراسات التي تنطوي على تفاعل المادة الضوئية، والانهيار الناجم عن الليزر، وتجارب التسخين النبض.

• الـ LIDAR المبكر ومعرفة المدى
  النبضات الحمراء ذات الطاقة العالية فعالة لقياس المسافات الطويلة وكشف الأسطح بدقة.

الاستنتاج

الـعصا ليزر ياقوتية اصطناعيةلا يزال مكوناً رمزياً في تاريخ تكنولوجيا الليزرلقد مكنت أول عرض ناجح لتضخيم الضوء المتماسكفي حين أن التكنولوجيات الجديدة قد استولت على مكانها في التطبيقات السائدة، لا يزال تأثير ليزر الروبين في كل من التراث العلمي وحالات الاستخدام المتخصصة.إنه ليس فقط أداة وظيفية ولكنه أيضاً رمز للابتكار العلمي و بداية عصر الليزر.