„Srdce“ laseru: zosilňovacie médium

„Srdce“ laseru: gainmedium
In laserová technológia, tenlaserové zosilňovacie médium(tiež známe ako aktívne médium alebo laserová pracovná látka) je hlavnou zložkoulaserDosahuje inverziu počtu častíc prostredníctvom čerpania, umožňuje zosilnenie svetla, kompenzuje straty v rezonančnej dutine a tým generuje koherentný laserový výstup. Bez vhodného zosilňovacieho média by neexistoval žiadny účinný laser.
1. Základná koncepcia a princíp fungovania zosilňovacích médií.
Funkciou zosilňovacích médií je zosilniť optický výkon prostredníctvom stimulovanej emisie. Na zabezpečenie energie na dosiahnutie energetickej inverzie častíc vyššej úrovne je zvyčajne potrebné externé čerpanie (optické čerpanie alebo elektrické čerpanie).
2. Požiadavky na médiá s vynikajúcim zosilnením:
Nie všetky materiály je možné použiť ako zosilňovacie médiá. Kľúčové požiadavky: Laserový prechod: V cieľovom rozsahu vlnových dĺžok je silný emisný prierez (o_em). Vysoká transparentnosť: Hostiteľský materiál je transparentný pre laserové a čerpacie vlnové dĺžky. Efektívna absorpcia čerpania: Zhoda s dostupným zdrojom čerpania (ako napríklad 808 nm LD čerpanie Nd:YAG) je vhodná pre hornú úroveň životnosti (T): Dlhá životnosť je výhodná pre Q-prepínanie, krátka životnosť je výhodná pre moduláciu. Vysoká kvantová účinnosť: Nízke zhášanie, nízka absorpcia v excitovanom stave. Vysoký produkt o·T: Dosiahnutie vysokého zosilnenia a nízkeho prahu. Široká šírka pásma zosilnenia: Výhodná pre ladenie vlnovej dĺžky a ultrakrátke impulzy. Tepelné a mechanické vlastnosti: Vysoká tepelná vodivosť, nízky termooptický koeficient, vysoký prah poškodenia. Ostatné: Chemická stabilita, žiadna hygroskopicita, vysoký prah poškodenia. Tieto požiadavky si často protirečia. Napríklad široká šírka pásma zvyčajne znamená nižší prierez, čo si vyžaduje kompromis v aplikačných scenároch.
Ziskové médium je rozhodujúcim faktorom prelaserový výkonOd klasického Nd:YAG až po moderné vysokovýkonné optické vlákna, pokrok v materiáloch neustále rozširuje aplikácie laserov. V praktickom návrhu sú často potrebné numerické simulácie na optimalizáciu koncentrácií dopovania, schém čerpania atď.