Ключови характеристики на средата за лазерно усилване

Кои са ключовите характеристики на лазерните усилващи среди?

Лазерната усилваща среда, известна още като лазерно работно вещество, се отнася до материалната система, използвана за постигане на инверсия на популацията на частиците и генериране на стимулирано лъчение за постигане на усилване на светлината. Тя е основният компонент на лазера, носещ голям брой атоми или молекули. Тези атоми или молекули под въздействието на външна енергия могат да преминат във възбудено състояние и чрез възбуденото лъчение да освободят фотони, образувайки по този начин...лазерна светлинаЛазерната усилваща среда може да бъде твърдо вещество, течност, газ или полупроводников материал.
В твърдотелните лазери, често използваните усилващи среди са кристали, легирани с редкоземни йони или йони на преходни метали, като например кристали Nd:YAG, кристали Nd:YVO4 и др. В течните лазери, органичните багрила често се използват като усилващи среди. Газовите лазери използват газ като усилваща среда, като например въглероден диоксид във въглеродно-диоксидните лазери и хелий и неон в хелий-неоновите лазери.Полупроводникови лазериизползвайте полупроводникови материали като усилваща среда, като например галиев арсенид (GaAs).
Ключовите характеристики на средата за усилване на лазера включват:
Структура на енергийните нива: Атомите или молекулите в усилващата среда трябва да имат подходяща структура на енергийните нива, за да постигнат обръщане на популацията при възбуждане с външна енергия. Това обикновено означава, че енергийната разлика между по-високите и по-ниските енергийни нива трябва да съответства на енергията на фотона с определена дължина на вълната.

Преходни свойства: Атомите или молекулите във възбудени състояния трябва да имат стабилни преходни свойства, за да освобождават кохерентни фотони по време на възбудено лъчение. Това изисква усилващата среда да има висока квантова ефективност и ниски загуби.
Термична стабилност и механична якост: В практически приложения, усилващата среда трябва да издържа на високомощна помпена светлина и лазерен изход, така че трябва да има добра термична стабилност и механична якост.
Оптично качество: Оптичното качество на усилващата среда е от решаващо значение за работата на лазера. Тя трябва да има висока пропускливост на светлината и ниски загуби от разсейване, за да се гарантира качеството и стабилността на лазерния лъч. Изборът на усилваща среда за лазер зависи от изискванията на приложението на...лазер, работна дължина на вълната, изходна мощност и други фактори. Чрез оптимизиране на материала и структурата на усилващата среда, производителността и ефективността на лазера могат да бъдат допълнително подобрени.