Laservahvistusvälineen tärkeimmät ominaisuudet

Mitkä ovat laservahvistusvälineiden tärkeimmät ominaisuudet?

Laservahvistusväliaine, joka tunnetaan myös lasertyöaineena, viittaa materiaalijärjestelmään, jota käytetään saavuttamaan hiukkaspopulaation inversio ja tuottamaan stimuloitua säteilyä valon vahvistuksen saavuttamiseksi. Se on laserin ydinkomponentti, joka kuljettaa suuren määrän atomeja tai molekyylejä, nämä atomit tai molekyylit ulkoisen energian virittyessä voivat siirtyä virittyneeseen tilaan, ja virittyneen säteilyn kautta vapautuu fotoneja, jolloin muodostuulaser valo. Laservahvistusväliaine voi olla kiinteää, nestemäistä, kaasua tai puolijohdemateriaalia.
Solid-state-lasereissa yleisesti käytetyt vahvistusväliaineet ovat harvinaisilla maametalli-ioneilla tai siirtymämetalli-ioneilla seostettuja kiteitä, kuten Nd:YAG-kiteitä, Nd:YVO4-kiteitä jne. Nestelasereissa orgaanisia väriaineita käytetään usein vahvistusväliaineina. Kaasulaserit käyttävät kaasua vahvistusväliaineena, kuten hiilidioksidikaasua hiilidioksidilasereissa ja heliumia ja neonkaasua helium-neonlasereissa.PuolijohdelaseritKäytä vahvistusväliaineena puolijohdemateriaaleja, kuten galliumarsenidia (GaAs).
Laservahvistusvälineen tärkeimmät ominaisuudet ovat:
Energiatason rakenne: Vahvistusväliaineen atomeilla tai molekyyleillä on oltava sopiva energiatasorakenne, jotta ulkoisen energian virityksessä saavutetaan populaation kääntyminen. Tämä tarkoittaa yleensä sitä, että korkeamman ja alemman energiatason välisen energiaeron on vastattava tietyn aallonpituuden fotonienergiaa.

Siirtymäominaisuudet: Viritetyissä tiloissa olevilla atomeilla tai molekyyleillä on oltava vakaat siirtymäominaisuudet, jotta ne voivat vapauttaa koherentteja fotoneja virittyneen säteilyn aikana. Tämä edellyttää, että vahvistusväliaineella on korkea kvanttitehokkuus ja pieni häviö.
Lämpöstabiilisuus ja mekaaninen lujuus: Käytännön sovelluksissa vahvistusväliaineen on kestettävä suuritehoista pumpun valoa ja lasertehoa, joten sillä on oltava hyvä lämpöstabiilisuus ja mekaaninen lujuus.
Optinen laatu: Vahvistusvälineen optinen laatu on kriittinen laserin suorituskyvyn kannalta. Sillä on oltava korkea valonläpäisykyky ja pieni sirontahäviö lasersäteen laadun ja vakauden varmistamiseksi. Laservahvistusvälineen valinta riippuu sovelluksen vaatimuksistalaser, käyttöaallonpituus, lähtöteho ja muut tekijät. Vahvistusväliaineen materiaalia ja rakennetta optimoimalla laserin suorituskykyä ja tehokkuutta voidaan edelleen parantaa.