Laser de Rubi

Introducción Un láser de rubí es un láser de estado sólido que utiliza un cristal de

rubí sintético como su medio de ganancia.. Fue el primer tipo de láser inventado, y fue operado por primera

vez por Theodore H. Maiman en Hughes Research Laboratories, el 16 -05-1960.

El mineral de rubí (corindón) es óxido de aluminio con una pequeña cantidad (aproximadamente 0,05%) de cromo que le da su característico color rosa o rojo mediante la absorción de luz verde y azul. Se utiliza como un láser de impulsos, produciendo luz roja a 694,3 nm. Después de recibir un haz de bombeo desde el tubo de flash, la luz láser surge durante el tiempo que los átomos excitados persisten en la varilla de rubí, que es típicamente de aproximadamente un milisegundo.

Construction Laser El medio activo láser (láser de ganancia media / amplificación) es una

barra de rubí sintético. Ruby es un cristal de óxido de aluminio en la que algunos de los átomos de aluminio han sido sustituidos con átomos de cromo (0,05% en peso). El cromo rubí da su característico color rojo y es responsable por el comportamiento de emisión láser del cristal. Átomos de cromo absorben la luz verde y azul y emite o refleja sólo la luz roja. Para un láser de rubí, un cristal de rubí se forma en un cilindro.

Los extremos de la varilla tenían que ser pulido con gran precisión, La varilla con sus extremos reflectantes actúa entonces como un etalón de Fabry-Perot.

Una lámpara de xenón se enrolla sobre la varilla de rubí y se utiliza para los iones de bombeo a estado excitado.

Láseres de Rubí también pueden funcionar, transversalmente bombeada por una lámpara de mercurio de alta presión o longitudinal bombeado por un láser de iones de Ar.

Operacion Láser de rubí se basa en tres niveles de energía. El nivel de

energía superior E3 I de corta duración, es estado fundamental E1, E2 es el estado metaestable con una vida útil de 0.003 s.

Cuando un rayo de luz incide sobre la barra de rubí, radiaciones de longitud de onda de 550 nm 420 nm son absorbidos por Cr3 + que se bombea a E3.

Los iones después de dar una parte de su energía a la red cristalina decae a estado E2 sufrir menos radiación de transición.

Metastable state

En estado metaestable, la concentración de iones aumenta   mientras que la de E1 disminuye. Por lo tanto, se logra la inversión de población.(***)

Un fotón por emisión espontánea de iones Cr3 + a nivel E2 inicia la emisión estimulada por otros iones Cr3 + en estado metaestable

Metastable state

1.79 eV

Observaciones de láser de Rubí

El láser requiere un alto poder de bombeo debido a la transición láser termina en el estado fundamental y más de la mitad de los átomos del estado fundamental debe ser bombeada a un mayor estado de lograr la inversión de población.

La eficiencia de láser de rubí es muy bajo porque sólo componentes verde y violeta de la luz de bombeo se utiliza mientras que el resto de los componentes se dejan sin utilizar.

La salida del láser no es continuo sino que se da en la forma de pulsos de duración microsegundos.