Viktige egenskaper ved laserforsterkningsmedium

Hva er de viktigste egenskapene til laserforsterkningsmedier?

Laserforsterkningsmedium, også kjent som laserarbeidsstoff, refererer til materialsystemet som brukes til 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 kan under eksitering av ekstern energi gå over i eksitert tilstand, og gjennom den eksiterte strålingen frigjøres fotoner, og dermed danne en ...laserlysLaserforsterkningsmediet kan være et fast, flytende, gassformet eller halvledermateriale.
I faststofflasere er de vanlig brukte forsterkningsmediene krystaller dopet med sjeldne jordartsmetallioner eller overgangsmetallioner, slik som Nd:YAG-krystaller, Nd:YVO4-krystaller, osv. I flytende lasere brukes ofte organiske fargestoffer som forsterkningsmedier. Gasslasere bruker gass som forsterkningsmedium, slik som karbondioksidgass i karbondioksidlasere, og helium og neongass i helium-neonlasere.Halvlederlaserebruke halvledermaterialer som forsterkningsmedium, for eksempel galliumarsenid (GaAs).
Viktige egenskaper ved laserforsterkningsmediet inkluderer:
Energinivåstruktur: Atomene eller molekylene i forsterkningsmediet må ha en passende energinivåstruktur for å oppnå en populasjonsreversering under eksitasjon 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 kunne frigjøre koherente fotoner under eksitert stråling. Dette krever at forsterkningsmediet har høy kvanteeffektivitet og lavt tap.
Termisk stabilitet og mekanisk styrke: I praktiske anvendelser må forsterkningsmediet tåle høyeffekts pumpelys og laserutgang, så det må ha god termisk stabilitet og mekanisk styrke.
Optisk kvalitet: Den optiske kvaliteten til forsterkningsmediet er avgjørende for laserens ytelse. Det må ha høy lysgjennomgang og lavt spredningstap for å sikre laserstrålens kvalitet og stabilitet. 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.