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.
Час публікації: 04 листопада 2024 р