Belangrijkste kenmerken van het laserversterkingsmedium

Wat zijn de belangrijkste kenmerken van laserversterkingsmedia?

Laserversterkingsmedium, ook wel laserwerkmedium genoemd, verwijst naar het materiaalsysteem dat wordt gebruikt om de deeltjespopulatie om te keren en gestimuleerde straling te genereren voor lichtversterking. Het is de kerncomponent van de laser en bevat een groot aantal atomen of moleculen. Deze atomen of moleculen kunnen onder invloed van externe energie overgaan naar een aangeslagen toestand en daarbij fotonen uitzenden, waardoor een laserstraal ontstaat.laserlichtHet laserversterkingsmedium kan een vaste stof, vloeistof, gas of halfgeleidermateriaal zijn.
Bij solid-state lasers worden veelal kristallen gebruikt die gedoteerd zijn met zeldzame-aardionen of overgangsmetaalionen, zoals Nd:YAG-kristallen, Nd:YVO4-kristallen, enzovoort. Bij vloeibare lasers worden vaak organische kleurstoffen als versterkingsmedium gebruikt. Gaslasers gebruiken gas als versterkingsmedium, zoals koolstofdioxidegas in koolstofdioxidelasers en helium-neongas in helium-neonlasers.HalfgeleiderlasersGebruik halfgeleidermaterialen als versterkingsmedium, zoals galliumarsenide (GaAs).
Belangrijke kenmerken van het laserversterkingsmedium zijn onder meer:
Energieniveaustructuur: De atomen of moleculen in het versterkingsmedium moeten een geschikte energieniveaustructuur hebben om een ​​populatieomkering te bewerkstelligen onder invloed 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 toestand moeten stabiele overgangseigenschappen hebben om coherente fotonen vrij te kunnen geven tijdens excitatiestraling. Dit vereist dat het versterkingsmedium een ​​hoge kwantumrendement en lage verliezen heeft.
Thermische stabiliteit en mechanische sterkte: In praktische toepassingen moet het versterkingsmedium bestand zijn tegen hoog vermogen van het pomplicht en de laseroutput, en daarom een ​​goede thermische stabiliteit en mechanische sterkte bezitten.
Optische kwaliteit: De optische kwaliteit van het versterkingsmedium is cruciaal voor de prestaties van de laser. Het moet een hoge lichtdoorlaatbaarheid 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.laserDe werkingsgolflengte, het uitgangsvermogen en andere factoren spelen een rol. Door het materiaal en de structuur van het versterkingsmedium te optimaliseren, kunnen de prestaties en de efficiëntie van de laser verder worden verbeterd.