红宝石激光器

　红宝石激光器的工作物质是红宝石棒。在激光器的设想提出不久，红宝石就被首先用来制成了世界上第一台激光器。激光用红宝石晶体的基质是Al₂O₃，晶体内掺有约0.05%（重量比）的Gr₂O₃。Cr³⁺密度约为，1.58×10¹⁹/厘米3。Cr³⁺在晶体中取代Al³⁺位置而均匀分布在其中，光学上属于负单轴晶体。在Xe（氙）灯照射下，红宝石晶体中原来处于基态E1的粒子，吸收了Xe灯发射的光子而被激发到E₃能级。粒子在E₃能级的平均寿命很短（约10^-9秒）。大部分粒子通过无辐射跃迁到达激光上能级E₂。粒子在E₂能级的寿命很长，可达3×10^-3秒。所以在E₂能级上积累起大量粒子，形成E₂和E₁之间的粒子数反转，此时晶体对频率ν满足

hν＝E₂—E₁

（其中h为普朗克常数，E₂、E₁分别为激光上、下能级的能量）的光子有放大作用，即对该频率的光有增益。当增益G足够大，能满足阈值条件时，就在部分反射镜端有波长为6943×10^-10米的激光输出。

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