Características clave del medio de ganancia láser

¿Cuáles son las características clave de los medios de ganancia láser?

El medio de ganancia láser, también conocido como sustancia de trabajo láser, se refiere al sistema de material utilizado para lograr la inversión de la población de partículas y generar radiación estimulada para lograr la amplificación de la luz. Es el componente central del láser, que transporta una gran cantidad de átomos o moléculas, estos átomos o moléculas bajo la excitación de la energía externa, pueden hacer la transición al estado excitado y a través de la radiación excitada liberada, formando unluz láser. El medio de ganancia láser puede ser un material sólido, líquido, de gas o semiconductor.
En los láseres de estado sólido, los medios de ganancia de uso común son los cristales dopados con iones de tierras raras o iones de metal de transición, como los cristales ND: YAG, ND: YVO4 Cristales, etc. En láseres líquidos, los tintes orgánicos a menudo se usan como medios de ganancia. Los láseres de gas usan gas como medio de ganancia, como gas de dióxido de carbono en láseres de dióxido de carbono y gas de helio y neón en láseres de helio-neón.Láseres de semiconductoresUse materiales semiconductores como medio de ganancia, como el arsenuro de galio (GAA).
Las características clave del medio de ganancia láser incluyen:
Estructura del nivel de energía: los átomos o moléculas en el medio de ganancia deben tener una estructura de nivel de energía adecuada para lograr una reversión de la población bajo la excitación de energía externa. Esto generalmente significa que la diferencia de energía entre los niveles de energía más altos y más bajos necesita coincidir con la energía del fotón de una longitud de onda particular.

Propiedades de transición: los átomos o moléculas en los estados excitados deben tener propiedades de transición estables para liberar fotones coherentes durante la radiación excitada. Esto requiere que el medio de ganancia tenga alta eficiencia cuántica y baja pérdida.
Estabilidad térmica y resistencia mecánica: en aplicaciones prácticas, el medio de ganancia necesita soportar la luz de la bomba de alta potencia y la salida láser, por lo que debe tener una buena estabilidad térmica y resistencia mecánica.
Calidad óptica: la calidad óptica del medio de ganancia es crítica para el rendimiento del láser. Necesita tener alta transmitancia de luz y baja pérdida de dispersión para garantizar la calidad y estabilidad del haz láser. La elección del medio de ganancia láser depende de los requisitos de aplicación delláser, Longitud de onda de trabajo, potencia de salida y otros factores. Al optimizar el material y la estructura del medio de ganancia, el rendimiento y la eficiencia del láser pueden mejorarse aún más.