Lāzera pastiprināšanas vides galvenās īpašības

Kādas ir lāzera pastiprināšanas mediju galvenās īpašības?

Lāzera pastiprināšanas vide, kas pazīstama arī kā lāzera darba viela, attiecas uz materiālu sistēmu, ko izmanto, lai panāktu daļiņu populācijas inversiju un radītu stimulētu starojumu, lai panāktu gaismas pastiprināšanu. Tā ir lāzera galvenā sastāvdaļa, kas satur lielu skaitu atomu vai molekulu, šie atomi vai molekulas ārējās enerģijas ierosmē var pāriet uz ierosināto stāvokli un caur ierosināto starojumu izdala fotonus, tādējādi veidojotlāzera gaisma. Lāzera pastiprināšanas vide var būt ciets, šķidrs, gāzes vai pusvadītāju materiāls.
Cietvielu lāzeros parasti izmanto kristālus, kas leģēti ar retzemju joniem vai pārejas metālu joniem, piemēram, Nd:YAG kristāli, Nd:YVO4 kristāli utt. Šķidrajos lāzeros kā pastiprinošo vidi bieži izmanto organiskās krāsvielas. Gāzes lāzeri izmanto gāzi kā pastiprināšanas līdzekli, piemēram, oglekļa dioksīda gāzi oglekļa dioksīda lāzeros un hēliju un neona gāzi hēlija-neona lāzeros.Pusvadītāju lāzeriizmantojiet pusvadītāju materiālus kā pastiprināšanas vidi, piemēram, gallija arsenīdu (GaAs).
Lāzera pastiprināšanas vides galvenie raksturlielumi ir:
Enerģijas līmeņa struktūra: atomiem vai molekulām pastiprināšanas vidē ir jābūt piemērotai enerģijas līmeņa struktūrai, lai panāktu populācijas apvērsumu ārējās enerģijas ierosmes ietekmē. Tas parasti nozīmē, ka enerģijas starpībai starp augstāko un zemāko enerģijas līmeni ir jāatbilst noteikta viļņa garuma fotonu enerģijai.

Pārejas īpašības: atomiem vai molekulām ierosinātajos stāvokļos ir jābūt stabilām pārejas īpašībām, lai ierosinātā starojuma laikā atbrīvotu koherentus fotonus. Tas prasa, lai pastiprināšanas videi būtu augsta kvantu efektivitāte un zemi zudumi.
Termiskā stabilitāte un mehāniskā izturība: praktiski pielietojumos pastiprināšanas videi ir jāiztur lielas jaudas sūkņa gaisma un lāzera jauda, ​​tāpēc tai ir jābūt labai termiskai stabilitātei un mehāniskai izturībai.
Optiskā kvalitāte: pastiprināšanas vides optiskā kvalitāte ir būtiska lāzera veiktspējai. Tam ir jābūt ar augstu gaismas caurlaidību un zemu izkliedes zudumu, lai nodrošinātu lāzera stara kvalitāti un stabilitāti. Lāzera pastiprināšanas vides izvēle ir atkarīga no pielietojuma prasībāmlāzers, darba viļņa garums, izejas jauda un citi faktori. Optimizējot pastiprināšanas vides materiālu un struktūru, lāzera veiktspēju un efektivitāti var vēl vairāk uzlabot.