Hauptmerkmale des Laserverstärkungsmediums

Was sind die Hauptmerkmale von Laser-Gain-Medien?

Laserverstärkungsmedium, auch Laserarbeitssubstanz genannt, bezieht sich auf das Materialsystem, das verwendet wird, um eine Partikelpopulationsinversion zu erreichen und stimulierte Strahlung zu erzeugen, um eine Lichtverstärkung zu erreichen. Es ist die Kernkomponente des Lasers und trägt eine große Anzahl von Atomen oder Molekülen. Diese Atome oder Moleküle können unter Anregung externer Energie in den angeregten Zustand übergehen und durch die angeregte Strahlung Photonen freisetzen, wodurch einLaserlicht. Das Laserverstärkungsmedium kann ein Feststoff, eine Flüssigkeit, ein Gas oder ein Halbleitermaterial sein.
In Festkörperlasern sind die am häufigsten verwendeten Verstärkungsmedien Kristalle, die mit Ionen seltener Erden oder Übergangsmetallionen dotiert sind, wie z. B. Nd:YAG-Kristalle, Nd:YVO4-Kristalle usw. In Flüssigkeitslasern werden häufig organische Farbstoffe als Verstärkungsmedien verwendet. Gaslaser verwenden Gas als Verstärkungsmedium, beispielsweise Kohlendioxidgas bei Kohlendioxidlasern und Helium- und Neongas bei Helium-Neon-Lasern.HalbleiterlaserVerwenden Sie Halbleitermaterialien als Verstärkungsmedium, beispielsweise Galliumarsenid (GaAs).
Zu den Hauptmerkmalen des Laserverstärkungsmediums gehören:
Energieniveaustruktur: Die Atome oder Moleküle im Verstärkungsmedium müssen eine geeignete Energieniveaustruktur aufweisen, um unter Anregung externer Energie eine Besetzungsumkehr zu erreichen. Dies bedeutet normalerweise, dass der Energieunterschied zwischen dem höheren und dem niedrigeren Energieniveau mit der Photonenenergie einer bestimmten Wellenlänge übereinstimmen muss.

Übergangseigenschaften: Atome oder Moleküle in angeregten Zuständen müssen über stabile Übergangseigenschaften verfügen, um bei angeregter Strahlung kohärente Photonen freizusetzen. Dies erfordert, dass das Verstärkungsmedium eine hohe Quanteneffizienz und einen geringen Verlust aufweist.
Thermische Stabilität und mechanische Festigkeit: In praktischen Anwendungen muss das Verstärkungsmedium Hochleistungspumplicht und Laserleistung standhalten und daher eine gute thermische Stabilität und mechanische Festigkeit aufweisen.
Optische Qualität: Die optische Qualität des Verstärkungsmediums ist entscheidend für die Leistung des Lasers. Es muss eine hohe Lichtdurchlässigkeit und einen geringen Streuverlust aufweisen, um die Qualität und Stabilität des Laserstrahls sicherzustellen. Die Wahl des Laserverstärkungsmediums hängt von den Anwendungsanforderungen abLaser, Arbeitswellenlänge, Ausgangsleistung und andere Faktoren. Durch die Optimierung von Material und Struktur des Verstärkungsmediums können Leistung und Effizienz des Lasers weiter verbessert werden.