„Srdce“ laseru: gainmedium
In laserová technologie, tenlaserové zesilovací médium(také známé jako aktivní médium nebo laserová pracovní látka) je základní složkoulaserDosahuje inverze počtu částic pomocí čerpání, umožňuje zesílení světla, kompenzuje ztráty v rezonanční dutině a tím generuje koherentní laserový výstup. Bez vhodného zesilovacího média by neexistoval žádný účinný laser.
1. Základní koncept a princip fungování zesilovacích médií.
Funkcí zesilovacích médií je zesilovat optický výkon pomocí stimulované emise. Obvykle je pro zajištění energie potřebné externí čerpání (optické čerpání nebo elektrické čerpání) a dosažení energetické inverze částic vyšší úrovně.
2. Požadavky na média s vynikajícím zesílením:
Ne všechny materiály lze použít jako zesilovací média. Klíčové požadavky: Laserový přechod: V cílovém rozsahu vlnových délek je silný emisní průřez (o_em). Vysoká transparentnost: Hostitelský materiál je transparentní pro laserové i čerpací vlnové délky. Efektivní absorpce čerpacího záření: Pro vyšší úroveň je vhodné přizpůsobit dostupný zdroj čerpacího záření (například 808 nm LD čerpací Nd:YAG). Životnost (T): Dlouhá životnost je výhodná pro Q-spínání, krátká životnost je výhodná pro modulaci. Vysoká kvantová účinnost: Nízké zhášení, nízká absorpce v excitovaném stavu. Vysoký produkt o·T: Dosažení vysokého zesílení a nízkého prahu. Široká šířka pásma zesílení: Výhodná pro ladění vlnové délky a ultrakrátké pulzy. Tepelné a mechanické vlastnosti: Vysoká tepelná vodivost, nízký termooptický koeficient, vysoký práh poškození. Další: Chemická stabilita, žádná hygroskopičnost, vysoký práh poškození. Tyto požadavky si často odporují. Například široká šířka pásma obvykle znamená nižší průřez, což vyžaduje v aplikačních scénářích kompromis.
Ziskové médium je rozhodujícím faktorem prolaserový výkonOd klasického Nd:YAG až po moderní vysoce výkonná optická vlákna, pokrok v materiálech neustále rozšiřuje aplikace laserů. V praktickém návrhu jsou často nutné numerické simulace pro optimalizaci koncentrací dopování, čerpacích schémat atd.
Čas zveřejnění: 24. března 2026