紅寶石激光器一般地包括紅寶石棒、脈沖氙燈、聚光器和光學(xué)諧振腔等四部分。其工作物質(zhì)是紅寶石棒，它是以摻鉻的氧化鋁（Al2O3）人工晶體（通常稱紅寶石）磨制而成。其中鉻離子的濃度，按氧化鉻與氧化鋁的重量比，典型的為0.05%。紅寶石棒的光學(xué)質(zhì)量要求很高，將棒的兩端研磨和拋光成光學(xué)平行平面，其平行度要求優(yōu)于10秒，平面度不低于1/4光圈，端面與棒軸的垂直度不低于1分，側(cè)面不拋光，以防止產(chǎn)生寄生的激光振蕩。在棒的兩端（通常在聚光器之外）各置一鍍多層介質(zhì)膜的反射鏡，其一是全反射鏡，另一個為半透半反鏡（其反射率可取70~90%），此兩反射鏡構(gòu)成激光器的諧振腔。

　　紅寶石激光器通常采用光激勵的辦法，即用脈沖氙燈發(fā)出的光能集中地照射在紅寶石棒上，可利用一聚光器。聚光器是一內(nèi)壁拋光鍍金屬的橢圓柱形的腔體，氙燈和紅寶石棒并排對稱地放在聚光器橢圓柱腔的兩個焦線上。

　　紅寶石中的激光作用是通過Cr3+（鉻離子）的受激發(fā)射過程而實現(xiàn)的，因而Cr3+通常稱為激活離子，它是紅寶石中產(chǎn)生激光的“主體”。而紅寶石的主要成分氧化鋁只是容納鉻離子的基質(zhì)，對激光作用只起間接作用，因此為了弄清紅寶石激光器的工作原理，需要對紅寶石中的鉻離子的能級結(jié)構(gòu)及其光學(xué)特性進行闡述。

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