Nyckelegenskaper hos laserförstärkningsmedium

Vilka är de viktigaste egenskaperna hos laserförstärkningsmedia?

Laserförstärkningsmedium, även känt som laserarbetsämne, hänvisar till materialsystemet som används för att uppnå partikelpopulationsinversion och generera stimulerad strålning för att uppnå ljusförstärkning. Det är kärnkomponenten i lasern, 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 frigörs fotoner, vilket bildar enlaserljus. Laserförstärkningsmediet kan vara ett fast, flytande, gas- eller halvledarmaterial.
I solid state-lasrar är de vanligaste förstärkningsmedierna kristaller dopade med sällsynta jordartsmetalljoner eller övergångsmetalljoner, såsom Nd:YAG-kristaller, Nd:YVO4-kristaller, etc. I flytande lasrar används ofta organiska färgämnen som förstärkningsmedia. Gaslasrar använder gas som förstärkningsmedium, såsom koldioxidgas i koldioxidlasrar, och helium och neongas i helium-neonlasrar.Halvledarlasraranvänd 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 populationsomkastning under excitation av extern energi. Detta innebär vanligtvis att energiskillnaden mellan de högre och lägre energinivåerna behöver matcha fotonenergin för en viss våglängd.

Övergångsegenskaper: Atomer eller molekyler i exciterade tillstånd måste ha stabila övergångsegenskaper för att frigöra koherenta fotoner under exciterad strålning. Detta kräver att förstärkningsmediet har hög kvanteffektivitet och låg förlust.
Termisk stabilitet och mekanisk styrka: I praktiska tillämpningar måste förstärkningsmediet motstå högeffektspumpljus och lasereffekt, så det måste ha god termisk stabilitet och mekanisk styrka.
Optisk kvalitet: Den optiska kvaliteten på förstärkningsmediet är avgörande för laserns prestanda. Den måste ha hög ljustransmittans och låg spridningsförlust för att säkerställa laserstrålens kvalitet och stabilitet. Valet av laserförstärkningsmedium beror på applikationskravenlaser, arbetsvåglängd, uteffekt och andra faktorer. Genom att optimera förstärkningsmediets material och struktur kan laserns prestanda och effektivitet förbättras ytterligare.

Laserförstärkningsmedium, laser, halvledarlasrar, laserljus, vätskelasrar, gaslasrar

 


Posttid: 2024-nov-04