100 मिमी रूबी रॉड: वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए सटीक लेज़र माध्यम

संक्षिप्त वर्णन:

100 मिमी रूबी रॉड एक व्यापक रूप से प्रयुक्त सॉलिड-स्टेट लेज़र गेन मीडियम है, जिसकी विशेषता 694.3 नैनोमीटर पर इसकी ज्वलंत लाल उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य है। क्रोमियम आयनों (Cr3⁺) से डोपित सिंथेटिक कोरन्डम (Al₂O₃) से निर्मित, यह रूबी रॉड उत्कृष्ट तापीय और प्रकाशिक स्थिरता प्रदान करती है, जो इसे विभिन्न निम्न-से-मध्यम-ऊर्जा लेज़र प्रणालियों के लिए आदर्श बनाती है। 100 मिमी की लंबाई के साथ, यह रूबी रॉड ऊर्जा भंडारण क्षमता और कॉम्पैक्ट डिज़ाइन को संतुलित करती है, जिससे इसे शैक्षिक, वैज्ञानिक और कुछ औद्योगिक लेज़र उपकरणों में लचीले एकीकरण की सुविधा मिलती है।

दशकों से, रूबी रॉड प्रकाशिकी प्रयोगशालाओं, लेज़र प्रदर्शनों और सटीक संरेखण प्रणालियों में एक बुनियादी लेज़र घटक के रूप में काम करती रही है। 100 मिमी का आकार एक मानक विकल्प है जो विभिन्न प्रकार के अनुनाद गुहाओं में फिट बैठता है। रूबी रॉड की उत्कृष्ट सतह पॉलिश, प्रकाशीय पारदर्शिता और यांत्रिक शक्ति इसे नई तकनीकों के आगमन के बावजूद एक स्थायी और विश्वसनीय विकल्प बनाती है।

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विशेषताएँ

विस्तृत आरेख

परिचय

विनिर्माण सिद्धांत

माणिक्य की छड़ के निर्माण में उन्नत क्रिस्टल-विकास तकनीकें शामिल हैं, जैसे वर्न्यूइल फ्लेम फ्यूजन विधि या ज़ोक्रल्स्की पुलिंग विधि। संश्लेषण के दौरान, एकसमान माणिक्य क्रिस्टल बनाने के लिए एल्युमिनियम ऑक्साइड को क्रोमियम ऑक्साइड की एक सटीक सांद्रता के साथ मिलाया जाता है। एक बार जब बौल विकसित हो जाता है, तो उसे वांछित आकार—इस मामले में 100 मिमी—की माणिक्य की छड़ में ढाला जाता है, काटा जाता है और आकार दिया जाता है।

इसके बाद, प्रत्येक रूबी रॉड को सख्त पॉलिशिंग और कोटिंग प्रक्रियाओं से गुज़ारा जाता है। इसके अंतिम फलकों को लेज़र-स्तर की समतलता (λ/10 या उससे बेहतर) तक लैप और पॉलिश किया जाता है और विशिष्ट लेज़र कैविटी डिज़ाइनों के अनुरूप उच्च-परावर्तकता (HR) या प्रति-परावर्तकता (AR) परावैद्युत परतों से लेपित किया जा सकता है। निरंतर प्रकाशीय पम्पिंग और न्यूनतम प्रकीर्णन हानि सुनिश्चित करने के लिए रूबी रॉड में कोई समावेशन या धारियाँ नहीं होनी चाहिए।

रूबी रॉड के भीतर मौजूद क्रोमियम आयन हरे/नीले वर्णक्रमीय रेंज में प्रकाश अवशोषित करते हैं। फ्लैश लैंप द्वारा पंप किए जाने पर, वे उच्च ऊर्जा अवस्था में उत्तेजित हो जाते हैं। जैसे ही वे अपनी मूल अवस्था में लौटते हैं, वे सुसंगत लाल फोटॉन उत्सर्जित करते हैं, जिससे उत्तेजित उत्सर्जन की एक श्रृंखला अभिक्रिया शुरू होती है—इस प्रकार लेज़र आउटपुट उत्पन्न होता है। 100 मिमी रूबी रॉड को कुशल ऊर्जा भंडारण और इष्टतम प्रतिदीप्ति अवधि प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

पैरामीटर

संपत्ति	कीमत
रासायनिक सूत्र	Cr³⁺:Al₂O₃
क्रिस्टल प्रणाली	तिकोना
इकाई कोशिका आयाम (षट्कोणीय)	ए = 4.785 Åc = 12.99 Å
एक्स-रे घनत्व	3.98 ग्राम/सेमी³
गलनांक	2040° सेल्सियस
323 K पर तापीय प्रसार	c-अक्ष के लंबवत: 5 × 10⁻⁶ K⁻¹c-अक्ष के समानांतर: 6.7 × 10⁻⁶ K⁻¹
तापीय चालकता @ 300 K	28 वाट/मी·के
कठोरता	मोहस: 9, नूप: 2000 किग्रा/मिमी²
यंग मापांक	345 जीपीए
विशिष्ट ऊष्मा @ 291 K	761 जूल/किग्रा·के
थर्मल तनाव प्रतिरोध पैरामीटर (Rₜ)	34 वाट/सेमी

उद्योगों में रूबी छड़ों के अनुप्रयोग

क्रोमियम आयनों से युक्त सिंथेटिक सिंगल-क्रिस्टल एल्युमिनियम ऑक्साइड से बनी रूबी छड़ें अपनी भौतिक कठोरता, रासायनिक स्थिरता और अद्भुत प्रकाशीय गुणों के अनूठे संयोजन के लिए अत्यधिक मूल्यवान हैं। ये विशेषताएँ रूबी छड़ों को औद्योगिक, वैज्ञानिक और परिशुद्धता अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री बनाती हैं। नीचे कुछ प्रमुख क्षेत्र दिए गए हैं जहाँ रूबी छड़ें असाधारण मूल्य प्रदर्शित करती रहती हैं:

1. लेजर प्रौद्योगिकी और फोटोनिक्स

रूबी लेज़रों में रूबी छड़ें लाभ माध्यम का काम करती हैं, जो प्रकाशिक रूप से पंप किए जाने पर 694.3 नैनोमीटर पर लाल प्रकाश उत्सर्जित करती हैं। हालाँकि Nd:YAG और फाइबर लेज़र जैसे आधुनिक विकल्प बाज़ार में छाए हुए हैं, फिर भी रूबी लेज़रों को निम्नलिखित विशिष्ट क्षेत्रों में प्राथमिकता दी जाती है:

चिकित्सा त्वचाविज्ञान (टैटू और घाव हटाना)
शैक्षिक प्रदर्शन उपकरण
प्रकाशीय अनुसंधान जिसमें लंबी पल्स अवधि और उच्च बीम गुणवत्ता की आवश्यकता होती है

रूबी की उत्कृष्ट ऑप्टिकल स्पष्टता और ऊर्जा रूपांतरण दक्षता इसे सटीक फोटोनिक नियंत्रण और उत्सर्जन के लिए आदर्श बनाती है।

2. परिशुद्धता इंजीनियरिंग और मेट्रोलॉजी

उनकी उच्च कठोरता (मोह्स स्केल 9) के कारण, रूबी छड़ों का व्यापक रूप से संपर्क-आधारित माप प्रणालियों में उपयोग किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

निर्देशांक मापक मशीनों (सीएमएम) में स्टाइलस युक्तियाँ
परिशुद्ध निरीक्षण उपकरणों में जांच
ऑप्टिकल और मैकेनिकल गेज में उच्च-सटीकता संदर्भ बिंदु

ये उपकरण रूबी के विरूपण के प्रतिरोध पर निर्भर करते हैं, जिससे बिना घिसाव के लगातार, दीर्घकालिक माप सटीकता सुनिश्चित होती है।

3. घड़ी निर्माण और माइक्रो-बेयरिंग अनुप्रयोग

उच्च-स्तरीय घड़ी निर्माण में, माणिक्य की छड़ों को रत्न-असर वाले बेयरिंग में संसाधित किया जाता है—ये सूक्ष्म घटक यांत्रिक घड़ी की गति में घर्षण और घिसाव को कम करते हैं। इनका कम घर्षण गुणांक और उच्च कठोरता निम्नलिखित में योगदान करती है:

गियर ट्रेनों का सुचारू संचालन
घड़ी के आंतरिक भागों का विस्तारित जीवनकाल
बेहतर समयपालन स्थिरता

घड़ियों के अलावा, रूबी रॉड का उपयोग माइक्रो-मोटर्स, फ्लो सेंसर्स और जाइरोस्कोप्स में भी किया जाता है, जहां अत्यंत कम घर्षण और विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।

4. एयरोस्पेस और वैक्यूम सिस्टम

एयरोस्पेस, सैटेलाइट और उच्च-वैक्यूम वातावरण में, रूबी रॉड का उपयोग स्पेसर, सपोर्ट पिन और ऑप्टिकल गाइड के रूप में किया जाता है। इनके प्रमुख लाभों में शामिल हैं:

रासायनिक रूप से आक्रामक परिस्थितियों में गैर-प्रतिक्रियाशील व्यवहार
उत्कृष्ट तापीय प्रतिरोध और आयामी स्थिरता
विद्युत चुम्बकीय-संवेदनशील उपकरणों के लिए शून्य चुंबकीय हस्तक्षेप

ये विशेषताएं रूबी छड़ों को विकिरण जोखिम, तीव्र तापमान परिवर्तन और वैक्यूम तनाव सहित चरम स्थितियों में भी दोषरहित प्रदर्शन करने की अनुमति देती हैं।

5. विश्लेषणात्मक और चिकित्सा उपकरण

रूबी छड़ें परिष्कृत उपकरणों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, खासकर जहाँ जैव-संगतता और रासायनिक निष्क्रियता महत्वपूर्ण होती है। अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

स्पेक्ट्रोस्कोपी और निदान में नीलम-युक्त जांच
विश्लेषकों में परिशुद्ध नोजल या प्रवाह-नियंत्रण घटक
प्रयोगशाला स्वचालन उपकरणों में उच्च-स्थायित्व वाली छड़ें

उनकी स्वच्छ, स्थिर सतह और संक्षारण प्रतिरोध उन्हें जैविक नमूनों या प्रतिक्रियाशील तरल पदार्थों के संपर्क के लिए आदर्श बनाता है।

6. लक्जरी उत्पाद और कार्यात्मक डिज़ाइन

केवल कार्यात्मकता के अलावा, रूबी की छड़ें कभी-कभी लक्ज़री पेन, कंपास, आभूषणों और ऑप्टिकल स्कोप में भी इस्तेमाल की जाती हैं—जो संरचनात्मक और सजावटी दोनों तत्वों के रूप में काम करती हैं। इनका गहरा लाल रंग और पॉलिश की हुई सतहें निम्नलिखित में योगदान देती हैं: