Sentrale egenskaper for laserforsterkningsmedium

Hva er de viktigste egenskapene til laserforsterkningsmedier?

Laserforsterkningsmedium, også kjent som laserarbeidestoff, refererer til materialsystemet som brukes for å oppnå partikkelpopulasjonsinversjon og generere stimulert stråling for å oppnå lysforsterkning. Det er kjernekomponenten i laseren, som bærer et stort antall atomer eller molekyler, disse atomene eller molekylene under eksitering av ekstern energi, kan overgang til den eksiterte tilstanden, og gjennom den eksiterte strålingen frigjorte fotoner, og dermed danne enLaserlys. Laserforsterkningsmediet kan være et fast, flytende, gass- eller halvledermateriale.
I faststofflasere er de ofte brukte gevinstmediene krystaller dopet med sjeldne jordioner eller overgangsmetallioner, for eksempel ND: YAG-krystaller, ND: YVO4-krystaller, etc. I flytende lasere brukes organiske fargestoffer ofte som forsterkningsmedier. Gasslasere bruker gass som forsterkningsmedium, for eksempel karbondioksidgass i karbondioksidlasere, og helium- og neongass i helium-neon-lasere.HalvlederlasereBruk halvledermaterialer som forsterkningsmedium, for eksempel Gallium Arsenide (GaAs).
Sentrale egenskaper for laserforsterkningsmediet inkluderer:
Energinivåstruktur: Atomer eller molekyler i forsterkningsmediet må ha en passende energinivåstruktur for å oppnå en populasjons reversering under eksitering av ekstern energi. Dette betyr vanligvis at energiforskjellen mellom de høyere og lavere energinivåene må samsvare med fotonenergien til en bestemt bølgelengde.

Overgangsegenskaper: Atomer eller molekyler i eksiterte tilstander må ha stabile overgangsegenskaper for å frigjøre sammenhengende fotoner under eksitert stråling. Dette krever at gevinstmediet har høy kvanteeffektivitet og lavt tap.
Termisk stabilitet og mekanisk styrke: I praktiske anvendelser må gevinstmediet motstå høye kraftpumpelys og laserutgang, så det må ha god termisk stabilitet og mekanisk styrke.
Optisk kvalitet: Den optiske kvaliteten på forsterkningsmediet er avgjørende for ytelsen til laseren. Det må ha høyt lysoverføring og lavt spredningstap for å sikre kvaliteten og stabiliteten til laserstrålen. Valget av laserforsterkningsmedium avhenger av applikasjonskravene tillaser, arbeidsbølgelengde, utgangseffekt og andre faktorer. Ved å optimalisere materialet og strukturen til forsterkningsmediet, kan laserens ytelse og effektivitet forbedres ytterligere.