Đặc điểm chính của phương tiện tăng laser

Các đặc điểm chính của phương tiện truyền thông laser là gì?

Môi trường tăng laser, còn được gọi là chất làm việc laser, đề cập đến hệ thống vật liệu được sử dụng để đạt được sự đảo ngược của quần thể hạt và tạo ra bức xạ kích thích để đạt được sự khuếch đại ánh sáng. Nó là thành phần cốt lõi của laser, mang một số lượng lớn các nguyên tử hoặc phân tử, các nguyên tử hoặc phân tử này dưới sự kích thích của năng lượng bên ngoài, có thể chuyển sang trạng thái kích thích và thông qua các photon phóng xạ được kích thích, do đó hình thành mộtÁnh sáng laser. Môi trường tăng laser có thể là vật liệu rắn, lỏng, khí hoặc chất bán dẫn.
Trong laser trạng thái rắn, môi trường tăng thường được sử dụng là các tinh thể pha tạp với các ion đất hiếm hoặc các ion kim loại chuyển tiếp, chẳng hạn như tinh thể ND: YAG, tinh thể ND: YVO4, v.v. trong tia laser lỏng, thuốc nhuộm hữu cơ thường được sử dụng làm môi trường tăng. Laser khí sử dụng khí làm môi trường tăng, chẳng hạn như khí carbon dioxide trong laser carbon dioxide, và khí helium và khí neon trong laser helium-neon.Laser bán dẫnSử dụng vật liệu bán dẫn làm môi trường tăng, chẳng hạn như gallium arsenide (GaAs).
Các đặc điểm chính của phương tiện tăng laser bao gồm:
Cấu trúc mức năng lượng: Các nguyên tử hoặc phân tử trong môi trường tăng cần phải có cấu trúc mức năng lượng phù hợp để đạt được sự đảo ngược dân số dưới sự kích thích của năng lượng bên ngoài. Điều này thường có nghĩa là sự khác biệt về năng lượng giữa mức năng lượng cao hơn và thấp hơn cần phải phù hợp với năng lượng photon của một bước sóng cụ thể.

Tính chất chuyển tiếp: Các nguyên tử hoặc phân tử ở các trạng thái kích thích cần phải có các thuộc tính chuyển tiếp ổn định để giải phóng các photon kết hợp trong quá trình bức xạ kích thích. Điều này đòi hỏi môi trường tăng để có hiệu quả lượng tử cao và tổn thất thấp.
Độ ổn định nhiệt và cường độ cơ học: Trong các ứng dụng thực tế, môi trường tăng cần phải chịu được ánh sáng bơm điện cao và đầu ra laser, vì vậy nó cần phải có độ ổn định nhiệt và cường độ cơ học tốt.
Chất lượng quang học: Chất lượng quang học của môi trường tăng là rất quan trọng đối với hiệu suất của laser. Nó cần phải có độ truyền sáng cao và tổn thất tán xạ thấp để đảm bảo chất lượng và sự ổn định của chùm tia laser. Việc lựa chọn phương tiện tăng laser phụ thuộc vào các yêu cầu ứng dụng củalaser, bước sóng làm việc, công suất đầu ra và các yếu tố khác. Bằng cách tối ưu hóa vật liệu và cấu trúc của phương tiện tăng, hiệu suất và hiệu quả của laser có thể được cải thiện hơn nữa.