Laserens «hjerte»: forsterkningsmedium

Laserens «hjerte»: forsterkningsmedium
In laserteknologi, denlaserforsterkningsmedium(også kjent som aktivt medium eller laserarbeidsstoff) er kjernekomponenten ilaserDen oppnår partikkelnummerinversjon gjennom pumping, gir mulighet for lysforsterkning, kompenserer for tapet i resonanskaviteten og genererer dermed koherent laserutgang. Uten et passende forsterkningsmedium ville det ikke være noen effektiv laser.
1. Det grunnleggende konseptet og virkemåten til forsterkningsmedier.
Funksjonen til forsterkningsmedier er å forsterke optisk effekt gjennom stimulert emisjon. Vanligvis kreves ekstern pumping (optisk pumping eller elektrisk pumping) for å tilføre energi for å oppnå en energiinversjon av partiklene på øvre nivå.
2. Krav til medier med utmerket forsterkning:
Ikke alle materialer kan brukes som forsterkningsmedier. Viktige krav: Laserovergang: Det er et sterkt emisjonstverrsnitt (o_em) i målbølgelengdeområdet. Høy transparens: Vertsmaterialet er transparent for laser- og pumpebølgelengdene. Effektiv pumpeabsorpsjon: Å matche den tilgjengelige pumpekilden (for eksempel 808 nm LD-pumping Nd:YAG) er egnet for levetiden på øvre nivå (T): En lang levetid er gunstig for Q-svitsjing, en kort levetid er gunstig for modulering. Høy kvanteeffektivitet: Lav slokking, lav absorpsjon i eksitert tilstand. Høyt o·T-produkt: Oppnå høy forsterkning og lav terskel. Bred forsterkningsbåndbredde: Fordelaktig for bølgelengdejustering og ultrakorte pulser. Termiske og mekaniske egenskaper: Høy termisk ledningsevne, lav termooptisk koeffisient, høy skadeterskel. Andre: Kjemisk stabilitet, ingen hygroskopisitet, høy skadeterskel. Disse kravene er ofte i konflikt med hverandre. For eksempel betyr en bred båndbredde vanligvis et lavere tverrsnitt, og dette krever en avveining i applikasjonsscenarier.
Forsterkningsmediet er den avgjørende faktoren forlaserytelseFra den klassiske Nd:YAG-teknikken til de moderne optiske fibrene med høy effekt, har materialfremskritt kontinuerlig utvidet bruksområdene til lasere. I praktisk design er det ofte nødvendig med numeriske simuleringer for å optimalisere dopingkonsentrasjoner, pumpeskjemaer osv.