紅寶石標壓系統(tǒng)的工作過程
紅寶石標壓系統(tǒng)的原理是紅寶石的R1熒光線在不同壓力下，其波長位置會做相應的改變（常溫常壓下是694.3nm），根據(jù)所處的波長位置，可以計算出壓力值。該方法的優(yōu)點是測量速度快，耗材少，測量壓力可達70GPa。 測壓原理：紅寶石的R1線（正常壓力下為694.3nm）在高壓下會發(fā)生紅移（R1和R2之間的相對位移也會發(fā)生偏移），因此它可以用來測量金剛石壓力腔的壓力。金剛石壓力腔的壓力可以通過監(jiān)測紅寶石熒光光譜來測量。
紅寶石標壓系統(tǒng)的工作過程基于紅寶石（Al2O3:Cr3+）的R1熒光峰波長隨壓力變化的特性。以下是其工作過程的詳細描述：
激發(fā)光源：首先，使用特定波長的激發(fā)光源（如405nm,450nm,520nm,或532nm等）照射紅寶石樣品。激發(fā)光源可以是激光器或其他高強度光源。
熒光發(fā)射：紅寶石中的鉻離子（Cr3+）吸收激發(fā)光的能量后，電子從基態(tài)躍遷到高能級。隨后，這些電子會迅速無輻射躍遷到一個中間能級，并在此積累。由于這個中間能級的壽命較長，因此會有大量的電子聚集于此，形成粒子數(shù)反轉。
熒光峰位移：在不同壓力下，紅寶石的R1熒光峰會發(fā)生波長位移。常溫常壓下，R1熒光峰的波長約為694.3nm。隨著壓力的增加，R1熒光峰的波長會發(fā)生相應的變化。
光譜測量：通過光譜儀測量紅寶石樣品在不同壓力下的R1熒光峰波長。光譜儀可以自動搜尋R1線峰值，并記錄其波長位置。
壓力計算：根據(jù)測得的R1熒光峰波長，使用特定的計算公式來計算當前的壓力值。常用的計算公式如下：
當壓力P小于20GPa時：P=2.74*(λ-λ0)
當壓力P大于20GPa時：P=3.808*{[1+(λ-λ0)/λ0]5-1}其中，λ為當前R1線峰值位置，λ0是壓力為0時R1線峰值位置。
結果顯示：計算得到的壓力值會在操作軟件的界面上顯示出來，方便用戶實時監(jiān)測和記錄壓力變化。
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