Ключові характеристики середовища лазерного підсилення

Які ключові характеристики середовищ для лазерного підсилення?

Лазерне підсилювальне середовище, також відоме як лазерна робоча речовина, стосується матеріальної системи, яка використовується для досягнення інверсії популяції частинок та генерації вимушеного випромінювання для досягнення посилення світла. Воно є основним компонентом лазера, що містить велику кількість атомів або молекул. Ці атоми або молекули під дією зовнішньої енергії можуть переходити у збуджений стан, і під дією збудженого випромінювання вивільняються фотони, утворюючи таким чином...лазерне світлоЛазерне підсилювальне середовище може бути твердим, рідким, газовим або напівпровідниковим матеріалом.
У твердотільних лазерах зазвичай використовуються кристали, леговані іонами рідкісноземельних елементів або іонами перехідних металів, такі як кристали Nd:YAG, кристали Nd:YVO4 тощо. У рідинних лазерах як посилюючі середовища часто використовуються органічні барвники. Газові лазери використовують газ як посилююче середовище, таке як вуглекислий газ у вуглекислотних лазерах, а також гелій і неон у гелій-неонових лазерах.Напівпровідникові лазеривикористовувати напівпровідникові матеріали як середовище підсилення, такі як арсенід галію (GaAs).
Ключові характеристики середовища лазерного підсилення включають:
Структура енергетичних рівнів: Атоми або молекули в середовищі посилення повинні мати відповідну структуру енергетичних рівнів, щоб досягти зміни заселеності під дією зовнішньої енергії. Зазвичай це означає, що різниця енергій між вищим і нижчим енергетичними рівнями повинна відповідати енергії фотона певної довжини хвилі.

Властивості переходу: Атоми або молекули у збуджених станах повинні мати стабільні властивості переходу, щоб вивільняти когерентні фотони під час збудженого випромінювання. Це вимагає, щоб середовище посилення мало високу квантову ефективність і низькі втрати.
Термічна стабільність та механічна міцність: У практичному застосуванні підсилювальне середовище повинно витримувати потужне випромінювання накачування та лазерний вихід, тому воно повинно мати добру термостабільність та механічну міцність.
Оптична якість: Оптична якість підсилювального середовища має вирішальне значення для роботи лазера. Воно повинно мати високий коефіцієнт пропускання світла та низькі втрати на розсіювання, щоб забезпечити якість та стабільність лазерного променя. Вибір підсилювального середовища лазера залежить від вимог застосування.лазер, робоча довжина хвилі, вихідна потужність та інші фактори. Оптимізуючи матеріал і структуру підсилювального середовища, можна ще більше покращити продуктивність і ефективність лазера.