Ensimmäiset laserit ilmestyivät useita vuosikymmeniätakaisin, ja tähän päivään mennessä suurimmat yritykset edistävät tätä segmenttiä. Kehittäjät saavat yhä enemmän uusia laiteominaisuuksia, joiden avulla käyttäjät voivat ottaa ne käytännössä tehokkaammin käyttöön.
Rubiinista puolijohdelaseria ei pidetä yhtenä lupaavimmista tämän tyyppisistä laitteista, mutta kaikilla puutteillaan se löytää edelleen kapeat toiminnassa.
Ruby-laserit luokitellaanpuolijohdelaitteet. Verrattuna kemikaalien ja kaasun vastineisiin, niiden teho on pienempi. Tämä selitetään elementtien ominaisuuksien eroilla, joista johtuen säteily saadaan aikaan. Esimerkiksi, samat kemialliset laserit kykenevät tuottamaan valovirtauksia satojen kilowattien voimalla. Rubylaserin erottavista piirteistä mainitaan korkea monokromaattisuusaste ja säteilykoherenssi. Lisäksi jotkut mallit antavat lisääntyneen valoenergian pitoisuuden avaruudessa, mikä riittää lämpöydinfuusion toteuttamiseen plasmasäteen kuumenemisen takia.
Kuten nimi viittaa, aktiivisena välineenäLaser on rubiinikide, joka on esitetty sylinterin muodossa. Tässä tapauksessa sauvan päät on kiillotettu erikoisella tavalla. Joten rubiinilaseri voi tarjota sille maksimaalisen mahdollisen säteilyenergian, kiteen sivuja prosessoidaan, kunnes ne saavuttavat tasasuuntaisen aseman toisiinsa nähden. Samanaikaisesti päiden tulee olla kohtisuorassa elementin akseliin nähden. Joissakin tapauksissa päät, jotka toimivat jollain tavalla peileinä, on lisäksi peitetty dielektrisellä kalvolla tai hopeakerroksella.
В состав прибора входит камера с резонатором, а myös energialähde, joka virittää kiteen atomit. Ksenon-salamavaloa voidaan käyttää salaman aktivaattorina. Valonlähde on sijoitettu sylinterimäisen resonaattorin yhtä akselia pitkin. Toisella akselilla on rubiinielementti. Yleensä käytetään 2-25 cm pitkiä sauvoja.
Resonaattori melkein koko lampun valoohjaa kristalliin. On huomattava, että korkeissa lämpötiloissa, joita tarvitaan kiteen optiseen pumppaamiseen, kaikki ksenonlamput eivät pysty toimimaan. Tästä syystä rubiinilaserlaite, joka sisältää ksenonipohjaisia valonlähteitä, on suunniteltu jatkuvaan toimintaan, jota kutsutaan myös pulssiksi. Tangon suhteen se on yleensä valmistettu keinotekoisesta safiirista, jota voidaan vastaavasti muokata vastaamaan laserin toimintavaatimuksia.
Kun laite aktivoidaan kytkemällä lamppu päälleinversiovaikutus tapahtuu, kun kromi-ionien taso nousee kiteessä, minkä seurauksena emittoitujen fotonien lukumäärän kasvu alkaa. Samanaikaisesti palautetta havaitaan resonaattorissa, jonka solid-state-sauvan päissä olevat peilipinnat tarjoavat. Näin tapahtuu kapean virtauksen kehittyminen.
Pulssin kesto ei yleensä oleylittää 0,0001 s, mikä on lyhyempi kuin neon salaman kesto. Rubiinilaserin pulssienergia on 1 J. Kuten kaasulaitteidenkin tapauksessa, rubiinilaserin periaate perustuu palautevaikutukseen. Tämä tarkoittaa, että valonvuon intensiteetti alkaa pysyä yllä, koska peilit ovat vuorovaikutuksessa optisen resonaattorin kanssa.
Useimmiten käytetään rubiinitankolaseriamainittujen pulssien muodostustavassa millisekunnin kokoisena. Pitemmän toiminta-ajan saavuttamiseksi teknikot lisäävät optisen pumpun energiaa. Tämä tapahtuu tehokkaiden salamalamppujen avulla. Koska pulssin nousukentälle, joka johtuu salaman lampussa olevan sähkövarauksen muodostumisajasta, on ominaista matala kaltevuus, rubiinilaser alkaa toimia tietyllä viiveellä, kun aktiivisten elementtien lukumäärä ylittää kynnysarvot.
Joskus pulsseja syntyy häiriöitä.Tällaisia ilmiöitä tarkkaillaan tietyin väliajoin tehoindikaattorien laskun jälkeen, toisin sanoen kun voimapotentiaali laskee alle kynnysarvon. Teoreettisesti rubiinilaser voi toimia jatkuvassa tilassa, mutta tämä toiminta vaatii suunnittelussa voimakkaampien lamppujen käyttöä. Itse asiassa tässä tapauksessa kehittäjät kohtaavat samat ongelmat kuin kaasulasereita luotaessa - tehostettujen ominaisuuksien elementtikannan käytön sopimattomuus ja seurauksena laitteen ominaisuuksien rajoittaminen.
Palautevaikutuksen hyöty on selvinilmaistuna ei-resonoivissa kytketyissä lasereissa. Sellaisissa rakenteissa käytetään lisäksi sirontaelementtiä, joka mahdollistaa jatkuvan taajuusspektrin säteilyn. Käytetään myös ruby-Q-kytkettyä laseria - sen rakenteessa on kaksi sauvaa, toinen jäähdytetty ja toinen jäähdyttämätön. Lämpötilaero sallii kahden laserkeilan muodostumisen, jotka erotetaan aallonpituudella angströmeiksi. Nämä säteet loistavat pulssipuristuksen läpi, ja niiden vektorien muodostama kulma on pieni.
Tällaisille lasereille on ominaista matalatehokkuus, mutta eroavat lämpövastuksesta. Nämä ominaisuudet määrittävät laserien käytännön käytön. Nykyään niitä käytetään holografian luomisessa, samoin kuin teollisuudessa, jossa vaaditaan ultra-tarkkojen reikien lävistystoimenpiteitä. Käytä sellaisia laitteita hitsauksessa. Esimerkiksi sähköisten järjestelmien valmistuksessa satelliittiviestinnän tekniseen tukemiseen. Ruby-laser löysi paikkansa myös lääketieteessä. Teknologian soveltaminen tällä teollisuudessa selittyy jälleen korkean tarkkuuden prosessoinnin mahdollisuudella. Sellaisia lasereita käytetään steriilien skalpeleiden korvaamiseen, mikä mahdollistaa mikrokirurgisen toiminnan.
Ruby-aktiivinen laser kerrallaantuli ensimmäiseksi tämän tyyppiseksi työjärjestelmäksi. Mutta kehitettäessä vaihtoehtoisia laitteita kaasu- ja kemiallisilla täyteaineilla, kävi ilmeiseksi, että sen suorituskyvyllä on monia haittoja. Ja tämä ei ole puhumattakaan siitä, että rubiinilaser on valmistuksen kannalta monimutkaisin. Kun sen työominaisuudet kasvavat, niin myös rakennuksen muodostaville elementeille asetettavat vaatimukset kasvavat. Vastaavasti laitteen kustannukset kasvavat. Rubiinikidelaserien mallien kehittämisellä on kuitenkin perustaan muun muassa kiinteän olotilan aktiivisen väliaineen ainutlaatuiset ominaisuudet.
