Viktiga egenskaper hos laserförstärkningsmedium

Vilka är de viktigaste egenskaperna hos laserförstärkningsmedier?

Laserförstärkningsmedium, även känt som laserarbetssubstans, hänvisar till det materialsystem som används för att uppnå partikelpopulationsinversion och generera stimulerad strålning för att uppnå ljusförstärkning. Det är laserns kärnkomponent som bär ett stort antal atomer eller molekyler. Dessa atomer eller molekyler kan under excitation av extern energi övergå till det exciterade tillståndet och genom den exciterade strålningen frigöra fotoner och därmed bilda en ...laserljusLaserförstärkningsmediet kan vara ett fast, flytande, gasformigt eller halvledande material.
I fastfaslasrar är de vanligen använda förstärkningsmedierna kristaller dopade med sällsynta jordartsmetalljoner eller övergångsmetalljoner, såsom Nd:YAG-kristaller, Nd:YVO4-kristaller, etc. I flytande lasrar används ofta organiska färgämnen som förstärkningsmedium. Gaslasrar använder gas som förstärkningsmedium, såsom koldioxidgas i koldioxidlasrar och helium- och neongas i helium-neonlasrar.Halvledarlasraranvända halvledarmaterial som förstärkningsmedium, såsom galliumarsenid (GaAs).
Viktiga egenskaper hos laserförstärkningsmediet inkluderar:
Energinivåstruktur: Atomerna eller molekylerna i förstärkningsmediet behöver ha en lämplig energinivåstruktur för att uppnå en populationsomvändning under excitation av extern energi. Detta innebär vanligtvis att energiskillnaden mellan de högre och lägre energinivåerna måste matcha fotonenergin för en viss våglängd.

Övergångsegenskaper: Atomer eller molekyler i exciterade tillstånd behöver ha stabila övergångsegenskaper för att frigöra koherenta fotoner under exciterad strålning. Detta kräver att förstärkningsmediet har hög kvantverkningsgrad och låg förlust.
Termisk stabilitet och mekanisk hållfasthet: I praktiska tillämpningar måste förstärkningsmediet motstå högeffekts pumpljus och laserutgång, så det behöver ha god termisk stabilitet och mekanisk hållfasthet.
Optisk kvalitet: Förstärkningsmediets optiska kvalitet är avgörande för laserns prestanda. Det behöver ha hög ljusgenomsläpplighet och låg spridningsförlust för att säkerställa laserstrålens kvalitet och stabilitet. Valet av laserförstärkningsmedium beror på applikationens krav.laser, arbetsvåglängd, uteffekt och andra faktorer. Genom att optimera förstärkningsmediets material och struktur kan laserns prestanda och effektivitet förbättras ytterligare.