Wat zijn de belangrijkste kenmerken van laserversterkingsmedia?
Laserversterkingsmedium, ook bekend als laserwerkstof, verwijst naar het materiaalsysteem dat wordt gebruikt om deeltjespopulatie-inversie te bereiken en gestimuleerde straling te genereren om lichtversterking te bereiken. Het is de kerncomponent van de laser, die een groot aantal atomen of moleculen draagt. Deze atomen of moleculen kunnen onder excitatie van externe energie overgaan naar de aangeslagen toestand en door de aangeslagen straling vrijkomende fotonen, waardoor eenlaserlicht. Het laserversterkingsmedium kan een vast, vloeibaar, gas- of halfgeleidermateriaal zijn.
In vastestoflasers zijn de algemeen gebruikte versterkingsmedia kristallen gedoteerd met zeldzame aardionen of overgangsmetaalionen, zoals Nd:YAG-kristallen, Nd:YVO4-kristallen, enz. In vloeibare lasers worden vaak organische kleurstoffen gebruikt als versterkingsmedia. Gaslasers gebruiken gas als versterkingsmedium, zoals kooldioxidegas in kooldioxidelasers, en helium en neongas in helium-neonlasers.Halfgeleiderlasersgebruik halfgeleidermaterialen als versterkingsmedium, zoals galliumarsenide (GaAs).
De belangrijkste kenmerken van het laserversterkingsmedium zijn onder meer:
Energieniveaustructuur: De atomen of moleculen in het versterkingsmedium moeten een geschikte energieniveaustructuur hebben om een populatieomkering te bereiken onder de excitatie van externe energie. Dit betekent meestal dat het energieverschil tussen de hogere en lagere energieniveaus moet overeenkomen met de fotonenergie van een bepaalde golflengte.
Overgangseigenschappen: Atomen of moleculen in aangeslagen toestanden moeten stabiele overgangseigenschappen hebben om coherente fotonen vrij te geven tijdens aangeslagen straling. Dit vereist dat het versterkingsmedium een hoge kwantumefficiëntie en een laag verlies heeft.
Thermische stabiliteit en mechanische sterkte: In praktische toepassingen moet het versterkingsmedium bestand zijn tegen hoog vermogen pomplicht en laseruitvoer, dus het moet een goede thermische stabiliteit en mechanische sterkte hebben.
Optische kwaliteit: De optische kwaliteit van het versterkingsmedium is van cruciaal belang voor de prestaties van de laser. Het moet een hoge lichttransmissie en een laag verstrooiingsverlies hebben om de kwaliteit en stabiliteit van de laserstraal te garanderen. De keuze van het laserversterkingsmedium hangt af van de toepassingsvereisten van de laserlaser, werkgolflengte, uitgangsvermogen en andere factoren. Door het materiaal en de structuur van het versterkingsmedium te optimaliseren, kunnen de prestaties en efficiëntie van de laser verder worden verbeterd.
Posttijd: 04-nov-2024