„Inima” laserului: gainmedium
In tehnologia laser, cel/cea/cei/celemediu de câștig cu laser(cunoscut și sub denumirea de mediu activ sau substanță de lucru cu laser) este componenta principală alaserRealizează inversarea numărului de particule prin pompare, oferă posibilitatea de amplificare a luminii, compensează pierderea din cavitatea rezonantă și, prin urmare, generează o ieșire laser coerentă. Fără un mediu de amplificare adecvat, nu ar exista un laser eficient.
1. Conceptul de bază și principiul de funcționare al mediilor de amplificare.
Funcția mediului de amplificare este de a amplifica puterea optică prin emisie stimulată. De obicei, este necesară o pompare externă (pompare optică sau pompare electrică) pentru a furniza energie și a realiza o inversiune energetică a particulelor de nivel superior.
2. Cerințe pentru medii cu câștig excelent:
Nu toate materialele pot fi utilizate ca medii de amplificare. Cerințe cheie: Tranziție laser: Există o secțiune transversală de emisie puternică (o_em) în intervalul de lungimi de undă țintă. Transparență ridicată: Materialul gazdă este transparent pentru lungimile de undă laser și cele ale pompei. Absorbție eficientă a pompei: Potrivirea sursei de pompare disponibile (cum ar fi pomparea Nd:YAG LD de 808 nm) este potrivită pentru durata de viață de nivel superior (T): O durată de viață lungă este benefică pentru comutarea Q, o durată de viață scurtă este benefică pentru modulație. Eficiență cuantică ridicată: Stingere scăzută, absorbție scăzută a stării excitate. Produs o·T ridicat: Se obține un amplificare ridicată și un prag scăzut. Lățime de bandă largă de amplificare: Benefică pentru reglarea lungimii de undă și a impulsurilor ultrascurte. Proprietăți termice și mecanice: Conductivitate termică ridicată, coeficient termo-optic scăzut, prag de deteriorare ridicat. Altele: Stabilitate chimică, fără higroscopicitate, prag de deteriorare ridicat. Aceste cerințe adesea intră în conflict între ele. De exemplu, o lățime de bandă largă înseamnă de obicei o secțiune transversală mai mică, iar acest lucru necesită un compromis în scenariile de aplicare.
Mediul de amplificare este factorul decisiv pentruperformanța laseruluiDe la clasicele fibre Nd:YAG până la fibrele optice moderne de mare putere, progresele înregistrate în domeniul materialelor au extins continuu aplicațiile laserelor. În proiectarea practică, simulările numerice sunt adesea necesare pentru a optimiza concentrațiile de dopare, schemele de pompare etc.
Data publicării: 24 martie 2026