Kluczowe cechy ośrodka wzmocnienia lasera

Jakie są najważniejsze cechy ośrodków wzmocnienia lasera?

Ośrodek wzmocnienia lasera, znany również jako substancja robocza lasera, odnosi się do układu materiałów używanego do uzyskania inwersji populacji cząstek i generowania promieniowania stymulowanego w celu wzmocnienia światła. Jest to główny element lasera, zawierający dużą liczbę atomów lub cząsteczek. Te atomy lub cząsteczki pod wpływem energii zewnętrznej mogą przejść do stanu wzbudzonego i poprzez wzbudzone promieniowanie uwolnić fotony, tworząc w ten sposób…światło laseroweOśrodkiem wzmocnienia lasera może być ciało stałe, ciecz, gaz lub materiał półprzewodnikowy.
W laserach na ciele stałym powszechnie stosowanymi ośrodkami wzmocnienia są kryształy domieszkowane jonami metali ziem rzadkich lub metali przejściowych, takie jak kryształy Nd:YAG, Nd:YVO4 itp. W laserach cieczowych często stosuje się barwniki organiczne jako ośrodki wzmocnienia. Lasery gazowe wykorzystują gaz jako ośrodek wzmocnienia, taki jak dwutlenek węgla w laserach na dwutlenek węgla oraz hel i neon w laserach helowo-neonowych.Lasery półprzewodnikowewykorzystują materiały półprzewodnikowe jako ośrodek wzmacniający, np. arsenek galu (GaAs).
Główne cechy ośrodka wzmocnienia lasera obejmują:
Struktura poziomów energetycznych: Atomy lub cząsteczki w ośrodku wzmocnienia muszą mieć odpowiednią strukturę poziomów energetycznych, aby uzyskać odwrócenie obsady pod wpływem energii zewnętrznej. Zazwyczaj oznacza to, że różnica energii między wyższym a niższym poziomem energetycznym musi odpowiadać energii fotonu o określonej długości fali.

Właściwości przejściowe: Atomy lub cząsteczki w stanach wzbudzonych muszą mieć stabilne właściwości przejściowe, aby emitować spójne fotony podczas promieniowania wzbudzonego. Wymaga to, aby ośrodek wzmocnienia charakteryzował się wysoką wydajnością kwantową i niskimi stratami.
Stabilność termiczna i wytrzymałość mechaniczna: W zastosowaniach praktycznych ośrodek wzmocnienia musi wytrzymywać silne światło pompujące i wiązkę lasera, dlatego musi charakteryzować się dobrą stabilnością termiczną i wytrzymałością mechaniczną.
Jakość optyczna: Jakość optyczna ośrodka wzmocnienia ma kluczowe znaczenie dla wydajności lasera. Musi on charakteryzować się wysoką transmisją światła i niskimi stratami rozpraszania, aby zapewnić jakość i stabilność wiązki laserowej. Wybór ośrodka wzmocnienia lasera zależy od wymagań aplikacji.laser, roboczej długości fali, mocy wyjściowej i innych czynników. Optymalizacja materiału i struktury ośrodka wzmocnienia pozwala na dalszą poprawę wydajności i efektywności lasera.