Кључне карактеристике медија за појачавање ласера

Које су кључне карактеристике медија за појачавање ласера?

Ласерско појачање медијума, такође познато као ласерска радна супстанца, односи се на систем материјала који се користи за постизање инверзије популације честица и генерисање стимулисаног зрачења за постизање појачања светлости. То је основна компонента ласера, која носи велики број атома или молекула, ови атоми или молекули под ексцитацијом спољашње енергије, могу да пређу у побуђено стање, а преко побуђеног зрачења ослобађају фотоне, формирајући таколасерско светло. Ласерско појачање може бити чврсти, течни, гасовити или полупроводнички материјал.
У ласерима у чврстом стању, најчешће коришћени медијуми за појачавање су кристали допирани јонима ретких земаља или јонима прелазних метала, као што су кристали Нд:ИАГ, Нд:ИВО4 кристали, итд. У течним ласерима, органске боје се често користе као медијуми за појачавање. Гасни ласери користе гас као медијум за појачавање, као што је гас угљен-диоксида у ласерима са угљен-диоксидом, и хелијум и неонски гас у хелијум-неонским ласерима.Полупроводнички ласерикористе полупроводничке материјале као медијум за појачање, као што је галијум арсенид (ГаАс).
Кључне карактеристике медија за појачавање ласера ​​укључују:
Структура енергетског нивоа: Атоми или молекули у медијуму за појачавање морају да имају одговарајућу структуру енергетског нивоа да би се постигло преокрет популације под ексцитацијом спољашње енергије. То обично значи да разлика у енергији између вишег и нижег нивоа енергије треба да одговара енергији фотона одређене таласне дужине.

Транзициона својства: Атоми или молекули у побуђеним стањима морају да имају стабилна прелазна својства да би ослободили кохерентне фотоне током побуђеног зрачења. Ово захтева да медијум појачања има високу квантну ефикасност и мали губитак.
Термичка стабилност и механичка чврстоћа: У практичним применама, медијум појачања треба да издржи светлост пумпе велике снаге и ласерски излаз, тако да мора да има добру термичку стабилност и механичку чврстоћу.
Оптички квалитет: Оптички квалитет медијума за појачавање је критичан за перформансе ласера. Мора да има високу пропусност светлости и низак губитак расејања да би се обезбедио квалитет и стабилност ласерског зрака. Избор медија за појачање ласера ​​зависи од захтева применеласер, радна таласна дужина, излазна снага и други фактори. Оптимизацијом материјала и структуре медијума за појачавање, перформансе и ефикасност ласера ​​могу се додатно побољшати.