Кристалл - рубин
Cтраница 3
Тенденция кристаллов рубина расти из высокотемпературных растворов в виде пластинок, а не приобретать изометричные формы создает серьезные трудности при использовании их в качестве драгоценного материала. Наиболее сильно эта тенденция проявляется при относительно низких температурах, так что получение более изометричных кристаллов, пригодных для изготовления ограненных камней, возможно при температурах выше 1200 С или около этого. Было обнаружено [20], что добавление 0 5 % окиси лантана уменьшает область образования пластинчатых кристаллов. Вероятно, лантан входит в кристаллическую структуру и заметно изменяет оптические свойства кристаллов. Альтернативное решение заключается в подборе такого растворителя, который препятствует образованию пластинчатых кристаллов. Сообщения из Советского Союза указывают на то, что вольфрамат кальция и сходные плавни являются высокотемпературными растворителями, пригодными для выращивания непластинчатых кристаллов рубина. [31]
Из кристалла рубина изготовляется стержень с плоскопараллельными торцами. Газоразрядная лампа, име & щая форму спирали ( рис. 221), дает сине-зеленый свет. [32]
В кристалле рубина приходят в возбужденное состояние ионизированные атомы хрома. Когда более половины атомов хрома перейдут в возбужденное состояние, они мгновенно разряжаются, излучая через оставленное в слое серебрения окошко луч красного света огромной интенсивности. [33]
Если в кристалл рубина, ионы хрома в котором находятся на среднем энергетическом уровне, ввести слабый луч красного света, то, проходя сквозь кристалл, этот луч будет переводить ионы со среднего уровня на нижний, при этом энергия волны красного света, будет увеличиваться за счет излучения собственной энергии ионов. Значит, стержень рубина, используя энергию зеленого света, работает как усилитель красного света. [34]
Наиболее часто кристаллы рубина выращивают методом Вернейля и методом Чохральского. Для улучшения оптических качеств кристаллов применяют глубокий диффузионный отжиг до 1900 С в течение 24 ч и более. Однако существующая технология не обеспечивает получения кристаллов с высокой оптической однородностью и равномерным распределением хрома в поперечном сечении образца. В последнее время определенные успехи достигнуты в выращивании кристаллов рубина гидротермальным методом. [35]
Наиболее часто кристаллы рубина выращивают методом Вернейля и по методу Чох-ральского. Для улучшения оптических качеств кристаллов применяют глубокий диффузионный отжиг до 1900 С в течение 24 ч и более. Однако существующая технология не обеспечивает получения кристаллов с высокой оптической однородностью и равномерным распределением хрома в поперечном сечении образца. [36]
При облучении кристалла рубина светом с длиной волны X 5600 А ионы хрома переходят на верхний энергетический уровень. Существенно, что возвращение ионов в основное состояние происходит двумя последовательными переходами. [37]
При охлаждении кристалла рубина выходная мощность растет. Например, при типичных условиях работы и режиме накачки энергия излучения может увеличиться на 50 % при охлаждении кристалла рубина до О С, а до - 100 С - выходная энергия может увеличиться в пять раз при прочих равных условиях. [38]
Для получения кристаллов рубина, обладающих большей твердостью, чем чистая А Од, исходят, по Вернелю [90], из совместно осажденных гидроокисей алюминия и хрома. Затем окислы в виде тонкого порошка равномерно обогревают пламенем водородно-кислородной горелки. При этом частички окислов плавятся и наконец собираются на растущем монокристалле. Полученные таким образом камни обладают известными своеобразными свойствами, благодаря которым они отличаются от естественных. [39]
При облучении кристалла рубина светом с длиной волны Я 5600 А ионы хрома переходят на верхний энергетический уровень. Существенно, что возвращение ионов в основное состояние происходит двумя последовательными переходами. [40]
Лазер на кристалле рубина работает обычно в импульсном режиме. Различают два режима работы рубинового лазера: режим свободной генерации и режим с модуляцией добротности. Работа рубинового лазера в режиме свободной генерации продолжается до тех пор, пока интенсивность излучения импульсной лампы не станет слишком малой и уровень инверсной населенности не упадет ниже порогового. Обычно стандартные рубиновые кристаллы длиной в несколько сантиметров при диаметре 1 см позволяют получить в этом режиме полную энергию в импульсе излучения порядка нескольких джоулей. Длительность самого импульса генерации при этом измеряется миллисекундами и, следовательно, средняя мощность излучения генератора порядка нескольких киловатт. [41]
Лазер на кристалле рубина питается от импульсной лампы. При освещении рубинового стерженька импульсной лампой большинство атомов хрома переводится в возбужденное состояние. Этот процесс продолжается лавинообразно, поскольку фотоны, отражаясь от торцов кристалла, летают по кристаллу в осевом направлении. Интенсивность пучка растет в результате многократного отражения от обоих торцов стержня. В том слу - - чае, если интенсивность света от импульсной лампы превысит некоторый критический уровень, начинает появляться эффект квантового усиления и тогда с полупрозрачного торца рубина в течение тысячных долей секунды выбрасывается интенсивный поток фотонов с длиной волны 6943 А. Выходной пучок является узконаправленным, мощным, монохроматическим и когерентным. [42]
Когда в кристалле рубина возникают фотоны, направление распространения которых не параллельно оси стержня, то они легко покидают кристалл через его боковые поверхности. Поэтому, если такие фотоны и вызовут индуцированное излучение, оно окажется много слабее, чем излучение, параллельное оси стержня. В результате основное излучение, возникающее в кристалле в направлении оси стержня, обладает большой мощностью. [43]
 |
Трехуровневая система ОКГ. Волнистой стрелкой показаны безызлучательяые переходы. [44] |
Вследствие оптической анизотропии кристалла рубина излучение генерации имеет линейную поляризацию. [45]
Страницы: 1 2 3 4