Ključne karakteristike laserskog medija za pojačanje

Koje su ključne karakteristike medija za lasersko pojačanje?

Laserski medij za pojačanje, također poznat kao laserska radna supstanca, odnosi se na materijalni sistem koji se koristi za postizanje inverzije populacije čestica i generiranje stimuliranog zračenja radi postizanja pojačanja svjetlosti. To je osnovna komponenta lasera, koja nosi veliki broj atoma ili molekula. Ovi atomi ili molekuli, pod utjecajem vanjske energije, mogu prijeći u pobuđeno stanje i putem pobuđenog zračenja oslobađati fotone, formirajući tako...laserska svjetlostMedij za lasersko pojačanje može biti čvrsti, tečni, gasoviti ili poluprovodnički materijal.
Kod lasera u čvrstom stanju, uobičajeno korišteni mediji za pojačanje su kristali dopirani rijetkim zemnim ionima ili ionima prelaznih metala, kao što su Nd:YAG kristali, Nd:YVO4 kristali itd. Kod tečnih lasera, organske boje se često koriste kao mediji za pojačanje. Plinski laseri koriste plin kao medij za pojačanje, kao što je ugljikov dioksid u ugljikovo-dioksidnim laserima, te helijum i neon u helijum-neonskim laserima.Poluprovodnički laserikoriste poluprovodničke materijale kao pojačavajući medij, kao što je galijev arsenid (GaAs).
Ključne karakteristike laserskog medija za pojačanje uključuju:
Struktura energetskog nivoa: Atomi ili molekuli u pojačavajućem mediju moraju imati odgovarajuću strukturu energetskog nivoa kako bi se postigla promjena naseljenosti pod djelovanjem vanjske energije. To obično znači da energetska razlika između višeg i nižeg energetskog nivoa mora odgovarati energiji fotona određene talasne dužine.

Svojstva prelaza: Atomi ili molekuli u pobuđenom stanju moraju imati stabilna svojstva prelaza kako bi oslobodili koherentne fotone tokom pobuđenog zračenja. To zahtijeva da medij za pojačanje ima visoku kvantnu efikasnost i male gubitke.
Termička stabilnost i mehanička čvrstoća: U praktičnim primjenama, pojačavajući medij mora izdržati svjetlo pumpe velike snage i laserski izlaz, tako da mora imati dobru termičku stabilnost i mehaničku čvrstoću.
Optički kvalitet: Optički kvalitet laserskog medija za pojačanje je ključan za performanse lasera. Mora imati visoku propusnost svjetlosti i nizak gubitak raspršenja kako bi se osigurala kvaliteta i stabilnost laserskog snopa. Izbor laserskog medija za pojačanje zavisi od zahtjeva primjenelaser, radna talasna dužina, izlazna snaga i drugi faktori. Optimizacijom materijala i strukture pojačavajućeg medija, performanse i efikasnost lasera mogu se dodatno poboljšati.