【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。