Klíčové vlastnosti laserového zesilovacího média

Jaké jsou klíčové vlastnosti médií pro laserové zesílení?

Laserové zesilovací médium, také známé jako laserová pracovní látka, označuje materiálový systém používaný k dosažení inverze populace částic a generování stimulovaného záření za účelem zesílení světla. Je to základní složka laseru, která nese velké množství atomů nebo molekul. Tyto atomy nebo molekuly mohou pod vlivem vnější energie přejít do excitovaného stavu a prostřednictvím excitovaného záření uvolnit fotony, čímž vytvoří...laserové světloLaserové zesilovací médium může být pevný, kapalný, plynný nebo polovodičový materiál.
V pevnolátkových laserech se jako zesilovací médium běžně používají krystaly dopované ionty vzácných zemin nebo ionty přechodných kovů, jako jsou krystaly Nd:YAG, krystaly Nd:YVO4 atd. V kapalných laserech se jako zesilovací médium často používají organická barviva. Plynové lasery používají jako zesilovací médium plyn, například plynný oxid uhličitý v laserech s oxidem uhličitým a helium a neon v helium-neonových laserech.Polovodičové laserypoužít jako zesilovací médium polovodičové materiály, jako je arsenid galia (GaAs).
Mezi klíčové vlastnosti laserového zesilovacího média patří:
Struktura energetických hladin: Atomy nebo molekuly v zesilovacím médiu musí mít vhodnou strukturu energetických hladin, aby dosáhly obrácení populace při excitaci vnější energií. To obvykle znamená, že energetický rozdíl mezi vyšší a nižší energetickou hladinou musí odpovídat energii fotonu dané vlnové délky.

Vlastnosti přechodu: Atomy nebo molekuly v excitovaných stavech musí mít stabilní vlastnosti přechodu, aby mohly během excitovaného záření uvolňovat koherentní fotony. To vyžaduje, aby zesilovací médium mělo vysokou kvantovou účinnost a nízké ztráty.
Tepelná stabilita a mechanická pevnost: V praktických aplikacích musí zesilovací médium odolávat vysokovýkonnému čerpacímu světlu a laserovému výstupu, takže musí mít dobrou tepelnou stabilitu a mechanickou pevnost.
Optická kvalita: Optická kvalita zesilovacího média je pro výkon laseru zásadní. Musí mít vysokou propustnost světla a nízké ztráty rozptylem, aby byla zajištěna kvalita a stabilita laserového paprsku. Volba zesilovacího média laseru závisí na požadavcích aplikace.laser, pracovní vlnová délka, výstupní výkon a další faktory. Optimalizací materiálu a struktury zesilovacího média lze dále zlepšit výkon a účinnost laseru.