Wat zijn de belangrijkste kenmerken van laserversterkingsmedia?
Laserversterkingsmedium, ook wel laserwerkstof genoemd, verwijst naar het materiaalsysteem dat wordt gebruikt om inversie van de deeltjespopulatie te bereiken en gestimuleerde straling te genereren om lichtversterking te bereiken. Het is de kerncomponent van de laser en draagt een groot aantal atomen of moleculen. Deze atomen of moleculen kunnen, onder invloed van externe energie, overgaan naar de geëxciteerde toestand. Door de geëxciteerde straling komen fotonen vrij, waardoor eenlaserlichtHet laserversterkingsmedium kan vast, vloeibaar, gasvormig of halfgeleidermateriaal zijn.
In vastestoflasers worden kristallen gebruikt die gedoteerd zijn met zeldzame-aarde-ionen of overgangsmetaalionen, zoals Nd:YAG-kristallen, Nd:YVO4-kristallen, enz. In vloeistoflasers worden vaak organische kleurstoffen gebruikt als versterkingsmedium. Gaslasers gebruiken gas als versterkingsmedium, zoals koolstofdioxidegas in koolstofdioxidelasers en helium- en neongas in helium-neonlasers.HalfgeleiderlasersGebruik halfgeleidermaterialen als versterkingsmedium, zoals galliumarsenide (GaAs).
Belangrijke kenmerken van het laserversterkingsmedium zijn:
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 toestanden moeten stabiele overgangseigenschappen hebben om coherente fotonen vrij te geven tijdens aangeslagen straling. Dit vereist een versterkingsmedium met een hoge kwantumefficiëntie en een laag verlies.
Thermische stabiliteit en mechanische sterkte: Bij praktische toepassingen moet het versterkingsmedium bestand zijn tegen een hoog vermogen van pomplicht en laseruitvoer. Daarom moet het een goede thermische stabiliteit en mechanische sterkte hebben.
Optische kwaliteit: De optische kwaliteit van het versterkingsmedium is cruciaal 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 versterkingsmedium hangt af van de toepassingsvereisten van de laser.laser, 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.
Plaatsingstijd: 4 november 2024