Ključne karakteristike medija za pojačavanje lasera

Koje su ključne karakteristike medija za pojačavanje lasera?

Lasersko pojačanje medija, takođe poznato kao laserska radna supstanca, odnosi se na sistem materijala koji se koristi za postizanje inverzije populacije čestica i generisanje stimulisanog zračenja za postizanje pojačanja svetlosti. To je osnovna komponenta lasera, koja nosi veliki broj atoma ili molekula, ovi atomi ili molekuli pod ekscitacijom vanjske energije, mogu prijeći u pobuđeno stanje, a kroz pobuđeno zračenje oslobađaju fotone, formirajući takolasersko svjetlo. Medij za pojačavanje lasera može biti čvrsti, tekući, plinoviti ili poluvodički materijal.
U laserima u čvrstom stanju, najčešće korišćeni medijumi za pojačavanje su kristali dopirani jonima retkih zemalja ili ionima prelaznih metala, kao što su kristali Nd:YAG, Nd:YVO4 kristali, itd. U tečnim laserima, organske boje se često koriste kao medij za pojačanje. Plinski laseri koriste plin kao medij za pojačanje, kao što je plin ugljičnog dioksida u laserima s ugljičnim dioksidom i helijum i neon u helijum-neonskim laserima.Poluprovodnički laserikoristiti poluvodičke materijale kao medij za pojačanje, kao što je galijum arsenid (GaAs).
Ključne karakteristike medija za pojačavanje lasera uključuju:
Struktura energetskog nivoa: Atomi ili molekuli u medijumu za pojačavanje moraju da imaju odgovarajuću strukturu energetskog nivoa da bi postigli preokret populacije pod ekscitacijom spoljašnje energije. To obično znači da razlika u energiji između višeg i nižeg nivoa energije treba da odgovara energiji fotona određene talasne dužine.

Prijelazna svojstva: Atomi ili molekuli u pobuđenim stanjima moraju imati stabilna prijelazna svojstva kako bi oslobodili koherentne fotone tokom pobuđenog zračenja. Ovo zahtijeva da medij pojačanja ima visoku kvantnu efikasnost i male gubitke.
Termička stabilnost i mehanička čvrstoća: U praktičnim primenama, medij za pojačanje treba da izdrži svetlost pumpe velike snage i laserski izlaz, tako da mora da ima dobru termičku stabilnost i mehaničku čvrstoću.
Optički kvalitet: Optički kvalitet medija za pojačanje je kritičan za performanse lasera. Mora imati visoku propusnost svjetlosti i male gubitke raspršivanja kako bi se osigurala kvaliteta i stabilnost laserskog snopa. Izbor medija za pojačanje lasera ovisi o zahtjevima primjenelaser, radna talasna dužina, izlazna snaga i drugi faktori. Optimizacijom materijala i strukture medija za pojačavanje, performanse i efikasnost lasera mogu se dodatno poboljšati.