Pagrindinės lazerio stiprinimo terpės charakteristikos

Kokios yra pagrindinės lazerio stiprinimo terpės savybės?

Lazerio stiprinimo terpė, taip pat žinoma kaip lazerio darbo medžiaga, reiškia medžiagų sistemą, naudojamą dalelių populiacijos inversijai ir stimuliuojamai spinduliuotei generuoti, kad būtų sustiprinta šviesa. Tai yra pagrindinis lazerio komponentas, turintis daug atomų ar molekulių, šie atomai ar molekulės, sužadinami išorinės energijos, gali pereiti į sužadinimo būseną, o per sužadintą spinduliuotę išskiria fotonus, taip sudarydamilazerio šviesa. Lazerio stiprinimo terpė gali būti kieta, skysta, dujinė arba puslaidininkinė medžiaga.
Kietojo kūno lazeriuose dažniausiai naudojamos stiprinimo terpės yra kristalai, legiruoti retųjų žemių jonais arba pereinamųjų metalų jonais, pvz., Nd:YAG kristalai, Nd:YVO4 kristalai ir kt. Skystuose lazeriuose kaip stiprinimo terpės dažnai naudojami organiniai dažai. Dujiniai lazeriai naudoja dujas kaip stiprinimo terpę, pavyzdžiui, anglies dioksido dujas anglies dioksido lazeriuose ir helio ir neono dujas helio-neoniniuose lazeriuose.Puslaidininkiniai lazeriainaudoti puslaidininkines medžiagas kaip stiprinimo terpę, pavyzdžiui, galio arsenidą (GaAs).
Pagrindinės lazerio stiprinimo terpės charakteristikos yra šios:
Energijos lygio struktūra: stiprinimo terpėje esantys atomai arba molekulės turi turėti tinkamą energijos lygio struktūrą, kad sužadinus išorinę energiją, populiacija pasikeistų. Paprastai tai reiškia, kad energijos skirtumas tarp aukštesnio ir žemesnio energijos lygio turi atitikti tam tikro bangos ilgio fotono energiją.

Pereinamosios savybės: sužadintos būsenos atomai arba molekulės turi turėti stabilias pereinamojo laikotarpio savybes, kad sužadintos spinduliuotės metu išsiskirtų koherentiniai fotonai. Tam reikia, kad stiprinimo terpė turėtų didelį kvantinį efektyvumą ir mažus nuostolius.
Šiluminis stabilumas ir mechaninis stiprumas: Praktiškai stiprinimo terpė turi atlaikyti didelės galios siurblio šviesą ir lazerio galią, todėl turi turėti gerą šiluminį stabilumą ir mechaninį stiprumą.
Optinė kokybė: stiprinimo terpės optinė kokybė yra labai svarbi lazerio veikimui. Norint užtikrinti lazerio spindulio kokybę ir stabilumą, jis turi turėti didelį šviesos pralaidumą ir mažus sklaidos nuostolius. Lazerio stiprinimo terpės pasirinkimas priklauso nuo taikymo reikalavimųlazeris, darbinis bangos ilgis, išėjimo galia ir kiti veiksniai. Optimizavus stiprinimo terpės medžiagą ir struktūrą, lazerio veikimas ir efektyvumas gali būti toliau gerinami.