Kľúčové vlastnosti laserového zosilňovacieho média

Aké sú kľúčové vlastnosti médií s laserovým zosilnením?

Laserové zosilňovacie médium, tiež známe ako laserová pracovná látka, označuje materiálový systém používaný na dosiahnutie inverzie populácie častíc a generovanie stimulovaného žiarenia na dosiahnutie zosilnenia svetla. Je to jadro laseru, ktoré nesie veľké množstvo atómov alebo molekúl. Tieto atómy alebo molekuly môžu pod vplyvom vonkajšej energie prejsť do excitovaného stavu a prostredníctvom excitovaného žiarenia uvoľniť fotóny, čím tvoria...laserové svetloLaserové zosilňovacie médium môže byť pevný, kvapalný, plynný alebo polovodičový materiál.
V tuhých fázových laseroch sa ako zosilňovacie médium bežne používajú kryštály dopované iónmi vzácnych zemín alebo iónmi prechodných kovov, ako sú kryštály Nd:YAG, kryštály Nd:YVO4 atď. V kvapalných laseroch sa ako zosilňovacie médium často používajú organické farbivá. Plynové lasery používajú ako zosilňovacie médium plyn, napríklad plynný oxid uhličitý v laseroch s oxidom uhličitým a hélium a neón v hélium-neónových laseroch.Polovodičové laseryako zosilňovacie médium použiť polovodičové materiály, ako napríklad arzenid gália (GaAs).
Medzi kľúčové vlastnosti laserového zosilňovacieho média patria:
Štruktúra energetických hladín: Atómy alebo molekuly v zosilňovacom médiu musia mať vhodnú štruktúru energetických hladín, aby sa dosiahla zmena populačnej štruktúry pri excitácii vonkajšou energiou. To zvyčajne znamená, že energetický rozdiel medzi vyššou a nižšou energetickou hladinou musí zodpovedať energii fotónu konkrétnej vlnovej dĺžky.

Prechodové vlastnosti: Atómy alebo molekuly v excitovaných stavoch musia mať stabilné prechodové vlastnosti, aby mohli počas excitovaného žiarenia uvoľňovať koherentné fotóny. To vyžaduje, aby zosilňovacie médium malo vysokú kvantovú účinnosť a nízke straty.
Tepelná stabilita a mechanická pevnosť: V praktických aplikáciách musí zosilňovacie médium odolávať vysokovýkonnému čerpaciemu svetlu a laserovému výstupu, takže musí mať dobrú tepelnú stabilitu a mechanickú pevnosť.
Optická kvalita: Optická kvalita zosilňovacieho média je rozhodujúca pre výkon laseru. Musí mať vysokú priepustnosť svetla a nízke straty rozptylom, aby sa zabezpečila kvalita a stabilita laserového lúča. Výber zosilňovacieho média laseru závisí od požiadaviek aplikácie.laser, pracovná vlnová dĺžka, výstupný výkon a ďalšie faktory. Optimalizáciou materiálu a štruktúry zosilňovacieho média je možné ďalej zlepšiť výkon a účinnosť laseru.