Η «καρδιά» του λέιζερ: μέσο ενίσχυσης

Η «καρδιά» του λέιζερ: gainmedium
In τεχνολογία λέιζερ, τομέσο κέρδους λέιζερ(επίσης γνωστό ως ενεργό μέσο ή ουσία εργασίας λέιζερ) είναι το βασικό συστατικό τουλέιζερΕπιτυγχάνει αντιστροφή του αριθμού των σωματιδίων μέσω άντλησης, παρέχει τη δυνατότητα ενίσχυσης του φωτός, αντισταθμίζει την απώλεια στην κοιλότητα συντονισμού και, ως εκ τούτου, παράγει συνεκτική έξοδο λέιζερ. Χωρίς ένα κατάλληλο μέσο κέρδους, δεν θα υπήρχε αποτελεσματικό λέιζερ.
1. Η βασική έννοια και η αρχή λειτουργίας των μέσων κέρδους.
Η λειτουργία των μέσων κέρδους είναι η ενίσχυση της οπτικής ισχύος μέσω διεγερμένης εκπομπής. Συνήθως, απαιτείται εξωτερική άντληση (οπτική άντληση ή ηλεκτρική άντληση) για την παροχή ενέργειας που θα επιτύχει μια ενεργειακή αναστροφή των σωματιδίων ανώτερου επιπέδου.
2. Απαιτήσεις για εξαιρετικά μέσα κέρδους:
Δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν όλα τα υλικά ως μέσα κέρδους. Βασικές απαιτήσεις: Μετάβαση λέιζερ: Υπάρχει ισχυρή διατομή εκπομπής (o_em) στο εύρος μήκους κύματος-στόχο. Υψηλή διαφάνεια: Το υλικό υποδοχής είναι διαφανές στα μήκη κύματος λέιζερ και αντλίας. Αποδοτική απορρόφηση αντλίας: Η αντιστοίχιση της διαθέσιμης πηγής αντλίας (όπως Nd:YAG άντλησης LD 808 nm) είναι κατάλληλη για τη διάρκεια ζωής ανώτερου επιπέδου (T): Μια μεγάλη διάρκεια ζωής είναι ευεργετική για την Q-switching, μια σύντομη διάρκεια ζωής είναι ευεργετική για τη διαμόρφωση. Υψηλή κβαντική απόδοση: Χαμηλή απόσβεση, χαμηλή απορρόφηση διεγερμένης κατάστασης. Υψηλό προϊόν o·T: Επίτευξη υψηλού κέρδους και χαμηλού κατωφλίου. Ευρύ εύρος ζώνης κέρδους: Ευεργετικό για τη ρύθμιση μήκους κύματος και τους υπερβραχείς παλμούς. Θερμικές και μηχανικές ιδιότητες: Υψηλή θερμική αγωγιμότητα, χαμηλός θερμοοπτικός συντελεστής, υψηλό όριο βλάβης. Άλλα: Χημική σταθερότητα, έλλειψη υγροσκοπικότητας, υψηλό όριο βλάβης. Αυτές οι απαιτήσεις συχνά συγκρούονται μεταξύ τους. Για παράδειγμα, ένα ευρύ εύρος ζώνης συνήθως σημαίνει χαμηλότερη διατομή και αυτό απαιτεί μια αντιστάθμιση σε σενάρια εφαρμογής.
Το μέσο κέρδους είναι ο καθοριστικός παράγοντας γιααπόδοση λέιζερΑπό το κλασικό Nd:YAG έως τις σύγχρονες οπτικές ίνες υψηλής ισχύος, οι εξελίξεις στα υλικά έχουν επεκτείνει συνεχώς τις εφαρμογές των λέιζερ. Στον πρακτικό σχεδιασμό, συχνά απαιτούνται αριθμητικές προσομοιώσεις για τη βελτιστοποίηση των συγκεντρώσεων πρόσμιξης, των σχημάτων άντλησης κ.λπ.