红宝石激光器的设计原理主要基于红宝石晶体的受激辐射现象。以下是其详细设计原理：
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红宝石晶体：
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红宝石是红宝石激光器的工作物质，它是一种硬度非常高的刚玉晶体。
- 在红宝石晶体中，掺入微量的铬离子（Cr3+）作为激活离子，这些离子能够产生受激辐射。
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激发光源：
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通常使用闪光灯或激光器作为激发光源，照射到红宝石晶体上。
- 激光源发出的光子与红宝石晶体中的铬离子相互作用，通过非共振跃迁将能量传递给铬离子。
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受激辐射过程：
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当红宝石晶体受到足够强度的激发光照射时，晶体内的铬离子会吸收光子的能量，并跃迁到高能级状态。
- 随后，铬离子会从高能级状态返回到低能级状态，同时释放出与入射光子相同频率、相同偏振方向的光子，即实现了受激辐射。
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激光输出：
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通过共振腔的反射，这些释放出的光子在腔内不断被放大和干涉，**形成激光输出。
- 激光输出具有高度的单色性、方向性和相干性。
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可调性：
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通过改变激发光源的参数或调整红宝石晶体的长度等，可以调节激光的输出功率、波长和频率等特性。
*****红宝石激光器的设计原理主要是利用红宝石晶体的受激辐射现象，通过激发光源的照射和共振腔的反射来实现激光的输出。
