红宝石激光器的原理是基于红宝石晶体的受激辐射现象。以下是红宝石激光器工作原理的详细解释：
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红宝石晶体：
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红宝石是一种硬度非常高的晶体，其化学成分为氧化铝（Al2O3）。
- 在红宝石晶体中，存在一个称为“U”中心的杂质原子，这个原子会吸收能量并跃迁到更高的能级。
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受激辐射条件：
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当红宝石晶体置于红外光的照射下时，晶体会吸收光能并跃迁到高能级状态。
- 如果随后以相干的方式从这些高能级状态抽离能量，就会在晶体内产生粒子数反转，即处于激发态的粒子数远多于基态粒子数。
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激光发射：
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当抽离过程达到一定时间尺度，并且系统处于稳定状态时，就会通过受激辐射释放出光子。
- 这些光子在红宝石晶体内发生干涉和衍射，形成一束高度相干、单色性的激光。
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红宝石激光的特点：
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由于红宝石晶体的折射率非常高，它能够产生波长较长的红光激光。
- 红宝石激光器产生的激光束具有很好的单色性、方向性和相干性，这使得它在科学研究、工业加工、医疗美容等领域有着广泛的应用。
*****红宝石激光器通过利用红宝石晶体的受激辐射现象，实现了高度相干、单色且方向性强的激光输出。
