Jakie są najważniejsze cechy ośrodków wzmocnienia lasera?
Ośrodek wzmocnienia lasera, znany również jako substancja robocza lasera, odnosi się do systemu materiałowego używanego do uzyskania inwersji populacji cząstek i generowania stymulowanego promieniowania w celu uzyskania wzmocnienia światła. Jest to główny składnik lasera, przenoszący dużą liczbę atomów lub cząsteczek, te atomy lub cząsteczki pod wpływem wzbudzenia energią zewnętrzną mogą przejść do stanu wzbudzonego i poprzez wzbudzone promieniowanie uwolnić fotony, tworząc w ten sposóbświatło laseroweOśrodkiem wzmocnienia lasera może być ciało stałe, ciecz, gaz lub materiał półprzewodnikowy.
W laserach ciała stałego powszechnie stosowanymi mediami wzmocnienia są kryształy domieszkowane jonami ziem rzadkich lub jonami metali przejściowych, takie jak kryształy Nd:YAG, kryształy Nd:YVO4 itp. W laserach cieczowych często stosuje się barwniki organiczne jako media wzmocnienia. Lasery gazowe wykorzystują gaz jako medium wzmocnienia, takie jak gaz dwutlenku węgla w laserach dwutlenku węgla oraz gaz helowy i neonowy w laserach helowo-neonowych.Lasery półprzewodnikowewykorzystują materiały półprzewodnikowe jako ośrodek wzmocnienia, np. arsenek galu (GaAs).
Główne cechy ośrodka wzmocnienia lasera obejmują:
Struktura poziomu energii: Atomy lub cząsteczki w ośrodku wzmocnienia muszą mieć odpowiednią strukturę poziomu energii, aby osiągnąć odwrócenie populacji pod wpływem wzbudzenia energią zewnętrzną. Zwykle oznacza to, że różnica energii między wyższymi i niższymi poziomami energii musi odpowiadać energii fotonu o określonej długości fali.
Właściwości przejściowe: Atomy lub cząsteczki w stanach wzbudzonych muszą mieć stabilne właściwości przejściowe, aby uwolnić spójne fotony podczas promieniowania wzbudzonego. Wymaga to, aby ośrodek wzmocnienia miał wysoką wydajność kwantową i niską stratę.
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 jest krytyczna dla wydajności lasera. Musi mieć wysoką transmisję światła i niską stratę rozpraszania, aby zapewnić jakość i stabilność wiązki laserowej. Wybór ośrodka wzmocnienia lasera zależy od wymagań aplikacji.laser, długość fali roboczej, moc wyjściowa i inne czynniki. Optymalizacja materiału i struktury ośrodka wzmocnienia może dodatkowo poprawić wydajność i efektywność lasera.
Czas publikacji: 04-11-2024