Laserin "sydän": gainmedium
In lasertekniikka, thelaservahvistusväliaine(tunnetaan myös nimellä aktiivinen väliaine tai laserin työaine) on laitteen ydinosalaserSe saavuttaa hiukkasten lukumäärän inversion pumppaamalla, mahdollistaa valon vahvistuksen, kompensoi resonanssiontelon häviöt ja tuottaa siten koherentin lasersäteilyn. Ilman sopivaa vahvistusväliainetta ei olisi tehokasta laseria.
1. Vahvistusvälineiden peruskäsite ja toimintaperiaate.
Vahvistusmateriaalien tehtävänä on vahvistaa optista tehoa stimuloidun emission avulla. Yleensä tarvitaan ulkoista pumppausta (optista tai sähköistä pumppausta) energian tuottamiseksi ylemmän tason hiukkasten energiainversion saavuttamiseksi.
2. Erinomaisen vahvistuksen omaavan median vaatimukset:
Kaikkia materiaaleja ei voida käyttää vahvistusväliaineina. Keskeiset vaatimukset: Lasersiirtymä: Kohdeaallonpituusalueella on vahva emissiopoikkileikkaus (o_em). Korkea läpinäkyvyys: Isäntämateriaali on läpinäkyvä laserille ja pumpun aallonpituuksille. Tehokas pumpun absorptio: Saatavilla olevan pumpun lähteen (kuten 808 nm:n LD-pumppaava Nd:YAG) yhteensovittaminen sopii ylemmän tason eliniälle (T): Pitkä elinikä on hyödyllinen Q-kytkennälle, lyhyt elinikä on hyödyllinen moduloinnille. Korkea kvanttitehokkuus: Alhainen sammutus, alhainen viritystilan absorptio. Korkea o·T-tulo: Saavuttaa suuren vahvistuksen ja matalan kynnysarvon. Laaja vahvistuskaistanleveys: Hyödyllinen aallonpituuden virityksessä ja ultralyhyissä pulsseissa. Lämpö- ja mekaaniset ominaisuudet: Korkea lämmönjohtavuus, alhainen termo-optinen kerroin, korkea vauriokynnys. Muut: Kemiallinen stabiilius, ei hygroskooppisuutta, korkea vauriokynnys. Nämä vaatimukset ovat usein ristiriidassa keskenään. Esimerkiksi laaja kaistanleveys tarkoittaa yleensä pienempää poikkileikkausta, ja tämä vaatii kompromisseja sovellusskenaarioissa.
Vahvistusväliaine on ratkaiseva tekijälaserin suorituskykyKlassisista Nd:YAG-lasereista nykyaikaisiin suuritehoisiin optisiin kuituihin materiaalien kehitys on jatkuvasti laajentanut lasereiden sovelluksia. Käytännön suunnittelussa tarvitaan usein numeerisia simulaatioita seostuspitoisuuksien, pumppausmenetelmien jne. optimoimiseksi.
Julkaisun aika: 24.3.2026