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红宝石激光

1960-05-16
  • Theodore H. Maiman
实验室环境下的红宝石激光装置,配备合成红宝石晶体和氙气闪光管。

(图片仅供参考)

第一台实用激光器是红宝石激光器,于1960年研制成功。它是一种固态激光器,使用合成红宝石晶体(掺铬氧化铝)作为增益介质。红宝石晶体由强大的氙灯闪光管进行光泵浦,使铬离子发生粒子数反转,从而产生波长为694.3纳米的深红色光束。

创新世界

红宝石激光器基于三能级能量系统工作。闪光灯发出的光激发铬离子(Cr³⁺)跃迁至宽吸收带(泵浦带)。随后,它们迅速非辐射跃迁至亚稳态能级。由于该亚稳态能级的寿命相对较长(几毫秒),大量离子会在此积累,从而导致相对于基态的粒子数反转。当激光开始工作时,离子从该亚稳态能级跃迁回基态,并发射波长为 694.3 nm 的光子。由于这是一个三能级系统,其中最低的激光能级为基态,因此需要非常强的泵浦才能实现粒子数反转,导致其效率相对较低。输出通常是一系列短脉冲,持续时间与闪光灯的工作时间相同。

UNESCO Nomenclature: 2211
- 固体物理学

类型

物理设备

中断

革命

用法

小众/专业

前体

  • 微波激射器(受激辐射微波放大)
  • Schawlow 和 Townes 提出的光学微波激射器(激光器)的理论方案
  • 合成红宝石晶体的开发
  • 高强度闪光灯技术

应用程序

  • 全息摄影(早期实验)
  • 纹身和脱毛
  • 工业钻孔和焊接
  • 科学研究(历史意义)
  • 测距

专利:

NA

潜在创新理念

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Related to: ruby laser, Theodore Maiman, first laser, solid-state laser, chromium, optical pumping, three-level laser, 694.3 nm, Hughes research laboratories, flashlamp.

历史背景

红宝石激光

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(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

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