2.Estructura física de la varilla láser rubí

Las barras láser rubí se fabrican típicamente ende forma cilíndrica, con diámetros que van desde unos pocos milímetros hasta 10 mm y longitudes entre 30 y 150 mm según los requisitos de aplicación.Esta geometría optimiza la reflexión interna de la luz y la ganancia dentro de la cavidad del láser.

La concentración de doping deLos iones Cr3+ suelen estar alrededor del 0,05%, un nivel cuidadosamente calibrado que equilibra la eficiencia de absorción y la emisión de luz.sustitución de algunos átomos de aluminio en la red de zafiro para formar los centros láser.

3Principio de funcionamiento de la varilla láser rubí

3.1Excitación de los iones de cromo

El láser rubí es unláser de estado sólido con bombillaCuando la luz de alta energía de una linterna de xenón irradia la varilla de rubí, elLos iones Cr3+ absorben fotonesEste proceso de excitación eleva los electrones a niveles de energía más altos.

3.2Estado metastable e inversión de la población

Después de la excitación, los electrones en los iones Cr3+ caen a unestado metastableEn el caso de los electrones, el tiempo de espera es de unos pocos segundos, sin pérdida de energía.Inversión de la población∆ una condición en la que más electrones ocupan el estado excitado que el estado base.

3.3 Emisión estimulada y salida láser

Cuando un fotón de la longitud de onda correcta (694.3 nm, rojo intenso) interactúa con un ión Cr3 + excitado, desencadena la emisión de un segundo fotón en fase y dirección perfectas.luz coherenteEsta reacción en cadena de generación de fotones es lo que produce el poderoso haz láser.

3.4Resonador óptico y amplificación

La barra de rubí se coloca entre dos espejos formando uncavidad óptica resonanteUn espejo es totalmente reflectante, y el otro es parcialmente transmisor.hasta que la luz coherente salga como un haz láser estrecho del acoplador de salida.

4.Un papel pionero en la historia del láser

El láser rubí hizo historia en1960, cuando el físicoTeodoro MaimanEl primer dispositivo en convertir el concepto teórico del láser (Amplificación de la luz por emisión estimulada de radiaciónEste avance sentó las bases para décadas de innovación óptica y posicionó al láser rubí como elfundamento de todas las tecnologías láser.

5Ventajas y desventajas de los láseres rubí

5.1 Ventajas

- ¿ Qué?Diseño sencillo
Los láseres rubí son estructuralmente sencillos, lo que los hace accesibles para la educación, el prototipo y la investigación.

ii. las condiciones de trabajo.Medios sólidos duraderos
El rubí sintético es mecánicamente robusto, químicamente estable y menos sensible a las condiciones ambientales que los láseres de gas o colorante.

iii. las condiciones de trabajo.Excelente calidad del haz
Produce un haz rojo coherente y estrechamente colimado con alta resolución espacial, ideal para la holografía y ciertas aplicaciones médicas.

iv. las condiciones de los productosImportancia histórica
Los láseres rubí representan un hito tecnológico y siguen siendo un símbolo de la innovación láser.

6Aplicaciones de los láseres rubí

Aunque superados por los tipos de láser modernos como los láseres Nd:YAG, fibra o diodo, los láseres rubí todavía se utilizan en áreas de nicho donde su longitud de onda específica y salida pulsada son ventajosas:

• Holografía
  La luz roja coherente y estable es ideal para registrar patrones de interferencia con alta precisión.

• Dermatología médica
  Los láseres rubí se han utilizado paraeliminación de tatuajes,tratamiento de la pigmentación, yrejuvenecimiento de la pieldebido a sus pulsos cortos y de alta energía.

• Investigación en Ciencias de los Materiales
  Utilizado en estudios que involucran la interacción luz-materia, la descomposición inducida por láser y los experimentos de calentamiento pulsado.

• LIDAR temprano y medición de distancia
  Los pulsos rojos de alta energía son eficaces para medir largas distancias y detectar superficies con precisión.

Conclusión

ElLas barras láser de rubí sintéticoAl aprovechar la dinámica energética del zafiro dopado con cromo,permitió la primera demostración exitosa de la amplificación coherente de la luzMientras que las tecnologías más nuevas han tomado su lugar en las aplicaciones convencionales, la influencia del láser rubí persiste tanto en el patrimonio científico como en los casos de uso especializados.No sólo sirve como una herramienta funcional sino también como un símbolo del ingenio científico y el comienzo de la era del láser.