Caracteristicile cheie ale mediului de amplificare laser

Care sunt caracteristicile cheie ale mediilor de amplificare laser?

Mediul de amplificare laser, cunoscut și sub denumirea de substanță de lucru laser, se referă la sistemul de materiale utilizat pentru a realiza inversiunea populației de particule și a genera radiație stimulată pentru a obține amplificarea luminii. Este componenta centrală a laserului, transportând un număr mare de atomi sau molecule. Acești atomi sau molecule, sub excitația energiei externe, pot trece la starea excitată și, prin radiația excitată, eliberează fotoni, formând astfel...lumină laserMediul de amplificare laser poate fi un material solid, lichid, gazos sau semiconductor.
În laserele în stare solidă, mediile de amplificare utilizate în mod obișnuit sunt cristalele dopate cu ioni de pământuri rare sau ioni de metale tranziționale, cum ar fi cristalele Nd:YAG, cristalele Nd:YVO4 etc. În laserele lichide, coloranții organici sunt adesea utilizați ca medii de amplificare. Laserele cu gaz utilizează gaz ca mediu de amplificare, cum ar fi dioxidul de carbon gazos în laserele cu dioxid de carbon și heliul și neonul gazos în laserele heliu-neon.Lasere semiconductoareutilizați materiale semiconductoare ca mediu de amplificare, cum ar fi arseniura de galiu (GaAs).
Caracteristicile cheie ale mediului de amplificare laser includ:
Structura nivelului de energie: Atomii sau moleculele din mediul de amplificare trebuie să aibă o structură adecvată a nivelului de energie pentru a realiza o inversare a populației sub excitația energiei externe. Aceasta înseamnă, de obicei, că diferența de energie dintre nivelurile de energie superioare și inferioare trebuie să corespundă cu energia fotonică a unei anumite lungimi de undă.

Proprietăți de tranziție: Atomii sau moleculele aflate în stări excitate trebuie să aibă proprietăți de tranziție stabile pentru a elibera fotoni coerenți în timpul radiației excitate. Acest lucru necesită ca mediul de amplificare să aibă o eficiență cuantică ridicată și pierderi reduse.
Stabilitate termică și rezistență mecanică: În aplicațiile practice, mediul de amplificare trebuie să reziste la lumina pompei de mare putere și la ieșirea laserului, deci trebuie să aibă o bună stabilitate termică și rezistență mecanică.
Calitate optică: Calitatea optică a mediului de amplificare este esențială pentru performanța laserului. Acesta trebuie să aibă o transmitanță ridicată a luminii și o pierdere redusă prin împrăștiere pentru a asigura calitatea și stabilitatea fasciculului laser. Alegerea mediului de amplificare laser depinde de cerințele aplicației.laser, lungimea de undă de lucru, puterea de ieșire și alți factori. Prin optimizarea materialului și structurii mediului de amplificare, performanța și eficiența laserului pot fi îmbunătățite în continuare.