Kľúčové vlastnosti média zosilnenia lasera

Aké sú kľúčové vlastnosti médií so ziskom lasera?

Médium laserového zisku, tiež známe ako laserová pracovná látka, sa vzťahuje na materiálový systém používaný na dosiahnutie inverzie populácie častíc a generovanie stimulovaného žiarenia na dosiahnutie zosilnenia svetla. Je to základná zložka lasera, nesúca veľké množstvo atómov alebo molekúl, tieto atómy alebo molekuly pod excitáciou vonkajšej energie môžu prejsť do excitovaného stavu a prostredníctvom excitovaného žiarenia sa uvoľnia fotóny, čím sa vytvorílaserové svetlo. Laserovým ziskovým médiom môže byť pevný, kvapalný, plynný alebo polovodičový materiál.
V pevnolátkových laseroch sú bežne používanými zosilňovacími médiami kryštály dopované iónmi vzácnych zemín alebo iónmi prechodných kovov, ako sú kryštály Nd:YAG, kryštály Nd:YVO4 atď. V tekutých laseroch sa ako zosilňovacie médiá často používajú organické farbivá. Plynové lasery využívajú plyn ako médium zisku, ako napríklad plynný oxid uhličitý v laseroch na báze oxidu uhličitého a hélium a neónový plyn v hélium-neónových laseroch.Polovodičové laseryako médium zisku používajte polovodičové materiály, ako je arzenid gália (GaAs).
Kľúčové vlastnosti média zosilnenia lasera zahŕňajú:
Štruktúra energetickej hladiny: Atómy alebo molekuly v zosilňovacom médiu musia mať vhodnú štruktúru energetickej hladiny, aby sa dosiahlo obrátenie populácie pri excitácii externej energie. To zvyčajne znamená, že energetický rozdiel medzi vyššou a nižšou energetickou úrovňou musí zodpovedať energii fotónu konkrétnej vlnovej dĺžky.

Prechodové vlastnosti: Atómy alebo molekuly v excitovaných stavoch musia mať stabilné prechodové vlastnosti, aby sa počas excitovaného žiarenia uvoľnili koherentné fotóny. To vyžaduje, aby médium zisku malo vysokú kvantovú účinnosť a nízku stratu.
Tepelná stabilita a mechanická pevnosť: V praktických aplikáciách musí ziskové médium odolávať vysokovýkonnému svetlu čerpadla a laserovému výstupu, takže musí mať dobrú tepelnú stabilitu a mechanickú pevnosť.
Optická kvalita: Optická kvalita zosilňovacieho média je rozhodujúca pre výkon lasera. Na zabezpečenie kvality a stability laserového lúča musí mať vysokú priepustnosť svetla a nízku stratu rozptylu. Výber média zosilnenia lasera závisí od požiadaviek aplikácielaser, pracovná vlnová dĺžka, výstupný výkon a ďalšie faktory. Optimalizáciou materiálu a štruktúry zosilňovacieho média možno ďalej zlepšiť výkon a účinnosť lasera.