Основні характеристики середовища лазерного посилення

Які ключові характеристики засобів лазерного посилення?

Середовище лазерного підсилення, також відоме як робоча речовина лазера, відноситься до матеріальної системи, яка використовується для досягнення інверсії населеності частинок і генерації стимульованого випромінювання для досягнення посилення світла. Це основний компонент лазера, що містить велику кількість атомів або молекул, ці атоми або молекули під дією зовнішньої енергії можуть переходити в збуджений стан, і через збуджене випромінювання вивільняються фотони, утворюючи таким чиномлазерне світло. Середовище лазерного посилення може бути твердим, рідким, газоподібним або напівпровідниковим матеріалом.
У твердотільних лазерах зазвичай використовуваними підсилювальними середовищами є кристали, леговані рідкоземельними іонами або іонами перехідних металів, наприклад кристали Nd:YAG, кристали Nd:YVO4 тощо. У рідких лазерах органічні барвники часто використовуються як підсилювальні середовища. Газові лазери використовують газ як середовище посилення, наприклад, вуглекислий газ у вуглекислих лазерах, а також гелій і неон у гелій-неонових лазерах.Напівпровідникові лазеривикористовуйте напівпровідникові матеріали як середовище посилення, наприклад арсенід галію (GaAs).
Ключові характеристики середовища лазерного посилення включають:
Структура енергетичного рівня: атоми або молекули в середовищі підсилення повинні мати відповідну структуру енергетичного рівня, щоб досягти інверсії населеності під впливом зовнішньої енергії. Зазвичай це означає, що різниця енергії між вищим і нижчим рівнями енергії повинна відповідати енергії фотона певної довжини хвилі.

Перехідні властивості: Атоми або молекули у збуджених станах повинні мати стабільні перехідні властивості, щоб вивільняти когерентні фотони під час збудженого випромінювання. Це вимагає, щоб середовище підсилення мало високу квантову ефективність і низькі втрати.
Термічна стабільність і механічна міцність: у практичних застосуваннях середовище підсилення має витримувати потужне світло накачування та вихід лазера, тому воно повинно мати добру термічну стабільність і механічну міцність.
Оптична якість: оптична якість підсилювального середовища має вирішальне значення для роботи лазера. Він повинен мати високий коефіцієнт пропускання світла та низькі втрати на розсіювання, щоб забезпечити якість і стабільність лазерного променя. Вибір середовища посилення лазера залежить від вимог застосуваннялазер, робоча довжина хвилі, вихідна потужність та інші фактори. Оптимізувавши матеріал і структуру підсилювального середовища, продуктивність і ефективність лазера можна ще більше покращити.

Середовище лазерного посилення, лазер, напівпровідникові лазери, лазерне світло, рідинні лазери, газові лазери

 


Час публікації: 04 листопада 2024 р