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 energía externa, pueden pasar al estado excitado y, a través de la radiación excitada, liberan fotones, formando así unluz láser. El medio de ganancia del láser puede ser un material sólido, líquido, gaseoso o semiconductor.
En los láseres de estado sólido, los medios de ganancia comúnmente utilizados son cristales dopados con iones de tierras raras o iones de metales de transición, como cristales de Nd:YAG, cristales de Nd:YVO4, etc. En los láseres líquidos, los tintes orgánicos se utilizan a menudo como medios de ganancia. Los láseres de gas utilizan gas como medio de ganancia, como el gas dióxido de carbono en los láseres de dióxido de carbono y el gas helio y neón en los láseres de helio-neón.Láseres semiconductoresUtilice materiales semiconductores como medio de ganancia, como el arseniuro de galio (GaAs).
Las características clave del medio de ganancia láser incluyen:
Estructura de niveles de energía: los átomos o moléculas en el medio de ganancia deben tener una estructura de niveles de energía adecuada para lograr una inversión de población bajo la excitación de energía externa. Esto generalmente significa que la diferencia de energía entre los niveles de energía superior e inferior debe coincidir con la energía del fotón de una longitud de onda particular.

Propiedades de transición: los átomos o moléculas en estados excitados necesitan tener propiedades de transición estables para poder liberar fotones coherentes durante la radiación excitada. Esto requiere que el medio de ganancia tenga una alta eficiencia cuántica y bajas pérdidas.
Estabilidad térmica y resistencia mecánica: en aplicaciones prácticas, el medio de ganancia debe soportar la luz de la bomba de alta potencia y la salida del láser, por lo que debe tener buena estabilidad térmica y resistencia mecánica.
Calidad óptica: la calidad óptica del medio de ganancia es fundamental para el rendimiento del láser. Debe tener una alta transmitancia de luz y una baja pérdida por dispersión para garantizar la calidad y estabilidad del rayo láser. La elección del medio de ganancia del 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, se puede mejorar aún más el rendimiento y la eficiencia del láser.