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标题: 浅述宝石激光工作物质的应用和发展 [打印本页]

作者: jiguangdiaokeji 时间: 2008-11-22 11:08
标题: 浅述宝石激光工作物质的应用和发展
20世纪60年代，名贵的红宝石又成为重要的功能材料，与激光结下了不解之缘。
激光是20世纪的重大发明之一。1960年人们用红宝石作为工作物质振荡激励发射出激光，随后又用氦、氖、二氧化碳等气体以及半导体、染料等作为工作物质实现了激光振荡。激光具有能量密度高、相干性好和单色性极佳等特性。激光的能量密度比太阳表面高100亿倍以上，聚焦后能产生几万度到几百万度的高温，已应用于对难熔金属、高温陶瓷、半导体、宝石、钻石等材料的打孔、切割、焊接和热处理。激光的谱线宽度极窄，红宝石发出的激光波长为694.3nm，谱线宽度为0.01nm，而氦氖气体激光器的谱线宽度仅为一亿分之一纳米。如此好的单色性使得激光成为一把标准的尺子用于长度的精密测量。激光的良好相干性已应用于干涉度量、全息照相、光学信息处理等高新技术中。
用以产生激光的物质叫做激光工作物质，它是激光器的心脏。激光工作物质可以是气体、液体或固体。虽然已经研制出上百种固体激光物质，但实际使用中效果最好的主要是红宝石、掺钕钇铝石榴石、掺钕铝酸钇和钕玻璃4种。
红宝石是人类最早人工合成的晶体宝石材料。1891年法国人用氢氧火焰将掺有少量铬的Al2O3粉末加热熔化制得红宝石。它是最早振荡出激光的材料，激发用的光泵是氙灯，以脉冲方式工作。红宝石受光脉冲激发300~500μs后产生激光脉冲，峰值功率达109~10W。钇铝石榴石的化学组成为（Y3Al5 O12），掺钕钇铝石榴石连续激光器的最大输出功率在1kW以上，重复率30次/s的巨脉冲输出已达几百MW。铝酸钇（YAlO3）掺钕后作为激光工作物质输出1064.5nm的激光。钕玻璃是玻璃质激光材料，其最大优点是不像单晶那样受晶体制备条件的严格限制，可以熔出尺寸大、光学均匀性良好的材料。用钕玻璃激光器作为引发核聚变反应的强光源取得有效成果，引起人们的重视。用于核聚变试验的大功率玻璃激光器脉冲宽度调节在1~6×10-10s，峰值最大输出能量为350J时，功率密度达7×1016W·cm-2。它的不足是因导热性差，为防止受热损坏应注意有效的冷却。本文整理自激光刻章机、激光雕刻机网http://www.lcgyjg.com，转载请注明原文出处

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