Βασικά χαρακτηριστικά του μέσου απολαβής λέιζερ

Ποια είναι τα βασικά χαρακτηριστικά των μέσων απολαβής λέιζερ;

Το μέσο κέρδους λέιζερ, επίσης γνωστό ως ουσία εργασίας λέιζερ, αναφέρεται στο σύστημα υλικών που χρησιμοποιείται για την επίτευξη αναστροφής του πληθυσμού σωματιδίων και τη δημιουργία διεγερμένης ακτινοβολίας για την επίτευξη ενίσχυσης φωτός. Είναι το βασικό συστατικό του λέιζερ, που φέρει μεγάλο αριθμό ατόμων ή μορίων, αυτά τα άτομα ή μόρια υπό τη διέγερση εξωτερικής ενέργειας, μπορούν να μεταβούν στη διεγερμένη κατάσταση και μέσω της διεγερμένης ακτινοβολίας απελευθερώνονται φωτόνια, σχηματίζοντας έτσι έναφως λέιζερ. Το μέσο κέρδους λέιζερ μπορεί να είναι στερεό, υγρό, αέριο ή ημιαγωγό υλικό.
Στα λέιζερ στερεάς κατάστασης, τα κοινώς χρησιμοποιούμενα μέσα απολαβής είναι κρύσταλλοι που έχουν προσμιχθεί με ιόντα σπανίων γαιών ή ιόντα μετάλλων μετάπτωσης, όπως κρύσταλλοι Nd:YAG, κρύσταλλοι Nd:YVO4 κ.λπ. Στα υγρά λέιζερ, οργανικές βαφές χρησιμοποιούνται συχνά ως μέσα απολαβής. Τα λέιζερ αερίου χρησιμοποιούν αέριο ως μέσο κέρδους, όπως αέριο διοξειδίου του άνθρακα στα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα και αέριο ήλιο και νέον σε λέιζερ ηλίου-νέον.Λέιζερ ημιαγωγώνχρησιμοποιήστε υλικά ημιαγωγών ως μέσο κέρδους, όπως το αρσενίδιο του γαλλίου (GaAs).
Τα βασικά χαρακτηριστικά του μέσου απολαβής λέιζερ περιλαμβάνουν:
Δομή ενεργειακών επιπέδων: Τα άτομα ή τα μόρια στο μέσο απολαβής πρέπει να έχουν μια κατάλληλη δομή ενεργειακού επιπέδου προκειμένου να επιτευχθεί αντιστροφή πληθυσμού υπό τη διέγερση της εξωτερικής ενέργειας. Αυτό συνήθως σημαίνει ότι η διαφορά ενέργειας μεταξύ των υψηλότερων και χαμηλότερων επιπέδων ενέργειας πρέπει να ταιριάζει με την ενέργεια των φωτονίων ενός συγκεκριμένου μήκους κύματος.

Ιδιότητες μετάπτωσης: Τα άτομα ή τα μόρια σε διεγερμένες καταστάσεις πρέπει να έχουν σταθερές ιδιότητες μετάπτωσης προκειμένου να απελευθερώσουν συνεκτικά φωτόνια κατά τη διεγερμένη ακτινοβολία. Αυτό απαιτεί το μέσο κέρδους να έχει υψηλή κβαντική απόδοση και χαμηλή απώλεια.
Θερμική σταθερότητα και μηχανική αντοχή: Σε πρακτικές εφαρμογές, το μέσο απολαβής πρέπει να αντέχει το φως της αντλίας υψηλής ισχύος και την απόδοση λέιζερ, επομένως πρέπει να έχει καλή θερμική σταθερότητα και μηχανική αντοχή.
Οπτική ποιότητα: Η οπτική ποιότητα του μέσου απολαβής είναι κρίσιμη για την απόδοση του λέιζερ. Πρέπει να έχει υψηλή διαπερατότητα φωτός και χαμηλή απώλεια σκέδασης για να εξασφαλίσει την ποιότητα και τη σταθερότητα της δέσμης λέιζερ. Η επιλογή του μέσου απολαβής λέιζερ εξαρτάται από τις απαιτήσεις εφαρμογής τουλέιζερ, μήκος κύματος εργασίας, ισχύς εξόδου και άλλοι παράγοντες. Με τη βελτιστοποίηση του υλικού και της δομής του μέσου απολαβής, η απόδοση και η απόδοση του λέιζερ μπορούν να βελτιωθούν περαιτέρω.