红宝石激光器的激光产生原理主要基于受激放大的光子。以下是对其工作原理的详细分析：
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红宝石激光器的工作物质：
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红宝石激光器使用红宝石晶体作为工作物质。红宝石是一种硬度很强的矿物，具有稳定的化学性质。
- 在红宝石晶体中，存在着一个折射率较高的区域，称为“增益介质”，这是激光产生的关键部分。
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受激放大的过程：
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当红宝石激光器受到远红外激光（泵浦光）的照射时，晶体的“增益介质”中的粒子（主要是铬离子）会吸收泵浦光的能量而跃迁到高能级。
- 随后，这些粒子会从高能级跃迁回低能级，并在此过程中释放出光子。这个过程称为受激辐射。
- 由于受激辐射产生的光子能量与泵浦光子的能量相等，因此每次发射的光子能量都是相同的，从而实现了激光的相干性。
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激光输出的特性：
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红宝石激光器产生的光子能量较高，通常在690nm至785nm之间，这是人眼可见光的范围。
- 由于红宝石晶体的折射率较高，激光的光束质量很好，发散角很小。
- 激光器的输出功率可以通过调整泵浦光的强度来控制，从而实现可调的激光输出。
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激光的频率稳定性：
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红宝石激光器的频率稳定性主要取决于晶体的热膨胀系数和折射率温度系数。
- 通过精确控制这些参数，可以实现激光频率的稳定输出。
*****红宝石激光器通过受激放大的光子原理，在红宝石晶体中产生高度相干且能量单一的激光输出。这一原理不仅适用于红宝石激光器，也是其他类型激光器的基础。
