Устройство рубинового лазера

По химическому составу рубин представляет собой Al₂O₃ с небольшой примесью Cr₂O₃ . активным элементом лазера служит кристалл рубина, имеющий удлиненную цилиндрическую форму. Роль резонатора выполняют тщательно отполированные и посеребренные торцы самого рубинового стержня, один из которых является полупрозрачным (частично отражающим). Инверсная населенность достигается с помощью вспомогательного излучения, которое дает импульсная газоразрядная лампа, в виде спирали, окружающая рубиновый стержень.

В явлении генерации света участвуют только ионы хрома (алюминий и кислород являются инертными). Поглощая энергию от лампы вспышки в синей и зеленой областях видимого света, ионы Cr переходят из основного состояния Е₀ и возбужденные, которые представляют собой две группы тесно расположенных энергетических уровней (энергетические полосы Е₁ и Е₂) (рис. 4). В этих состояниях ионы находятся очень короткое время (~ 10^-7 сек) и затем безизлучательно переходят на нижерасположенный энергетический уровень Е₃ , отдавая избыток энергии в виде тепла, нагревающего кристалла рубина.