Caratteristiche principali del mezzo di guadagno laser

Quali sono le caratteristiche principali dei supporti di guadagno laser?

Il mezzo di guadagno laser, noto anche come sostanza di lavoro laser, si riferisce al sistema di materiali utilizzato per ottenere l'inversione di popolazione delle particelle e generare radiazione stimolata per ottenere l'amplificazione della luce. È il componente principale del laser, che trasporta un gran numero di atomi o molecole. Questi atomi o molecole, sotto l'eccitazione di energia esterna, possono passare allo stato eccitato e, attraverso la radiazione eccitata, rilasciare fotoni, formando così unluce laserIl mezzo di guadagno laser può essere un materiale solido, liquido, gassoso o semiconduttore.
Nei laser a stato solido, i mezzi di guadagno comunemente utilizzati sono cristalli drogati con ioni di terre rare o ioni di metalli di transizione, come cristalli di Nd:YAG, cristalli di Nd:YVO4, ecc. Nei laser a liquido, i coloranti organici vengono spesso utilizzati come mezzi di guadagno. I laser a gas utilizzano il gas come mezzo di guadagno, come l'anidride carbonica nei laser ad anidride carbonica, e l'elio e il neon nei laser a elio-neon.Laser a semiconduttoreutilizzare materiali semiconduttori come mezzo di guadagno, come l'arseniuro di gallio (GaAs).
Le caratteristiche principali del mezzo di guadagno laser includono:
Struttura dei livelli energetici: gli atomi o le molecole nel mezzo di guadagno devono avere una struttura dei livelli energetici adeguata per ottenere un'inversione di popolazione sotto l'eccitazione di energia esterna. Ciò significa solitamente che la differenza di energia tra i livelli energetici superiore e inferiore deve corrispondere all'energia del fotone di una particolare lunghezza d'onda.

Proprietà di transizione: atomi o molecole in stati eccitati devono avere proprietà di transizione stabili per rilasciare fotoni coerenti durante la radiazione eccitata. Ciò richiede che il mezzo di guadagno abbia un'elevata efficienza quantica e basse perdite.
Stabilità termica e resistenza meccanica: nelle applicazioni pratiche, il mezzo di guadagno deve resistere all'elevata potenza della luce di pompaggio e all'uscita laser, quindi deve avere una buona stabilità termica e resistenza meccanica.
Qualità ottica: la qualità ottica del mezzo di guadagno è fondamentale per le prestazioni del laser. Deve avere un'elevata trasmittanza luminosa e una bassa perdita per diffusione per garantire la qualità e la stabilità del fascio laser. La scelta del mezzo di guadagno laser dipende dai requisiti applicativi del laser.laser, lunghezza d'onda di lavoro, potenza di uscita e altri fattori. Ottimizzando il materiale e la struttura del mezzo di guadagno, è possibile migliorare ulteriormente le prestazioni e l'efficienza del laser.