Die "hart" van die laser: versterkingsmedium

Die "hart" van die laser: versterkingsmedium
In lasertegnologie, dielaser versterkingsmedium(ook bekend as aktiewe medium of laserwerkstof) is die kernkomponent van dielaserDit bereik deeltjiegetal-inversie deur pomping, bied die vermoë vir ligversterking, kompenseer vir die verlies in die resonante holte, en genereer sodoende koherente laseruitset. Sonder 'n geskikte versterkingsmedium sou daar geen doeltreffende laser wees nie.
1. Die basiese konsep en werkbeginsel van versterkingsmedia.
Die funksie van versterkingsmedia is om optiese krag te versterk deur gestimuleerde emissie. Gewoonlik is eksterne pomping (optiese pomping of elektriese pomping) nodig om energie te verskaf om 'n energie-inversie van die boonste vlak deeltjies te bewerkstellig.
2. Vereistes vir uitstekende versterkingsmedia:
Nie alle materiale kan as versterkingsmedia gebruik word nie. Sleutelvereistes: Laseroorgang: Daar is 'n sterk emissie-dwarssnit (o_em) in die teikengolflengtebereik. Hoë deursigtigheid: Die gasheermateriaal is deursigtig vir die laser- en pompgolflengtes. Doeltreffende pompabsorpsie: Die ooreenstemming van die beskikbare pompbron (soos 808 nm LD-pomping Nd:YAG) is geskik vir die boonste vlak lewensduur (T): 'n Lang lewensduur is voordelig vir Q-skakeling, 'n kort lewensduur is voordelig vir modulasie. Hoë kwantumdoeltreffendheid: Lae blus, lae opgewekte toestandabsorpsie. Hoë o·T-produk: Bereik hoë versterking en lae drempel. Wye versterkingsbandwydte: Voordelig vir golflengte-afstemming en ultrakort pulse. Termiese en meganiese eienskappe: Hoë termiese geleidingsvermoë, lae termo-optiese koëffisiënt, hoë skadedrempel. Ander: Chemiese stabiliteit, geen higroskopisiteit, hoë skadedrempel. Hierdie vereistes bots dikwels met mekaar. Byvoorbeeld, 'n wye bandwydte beteken gewoonlik 'n laer dwarssnit, en dit vereis 'n kompromie in toepassingscenario's.
Die versterkingsmedium is die deurslaggewende faktor virlaserprestasieVan die klassieke Nd:YAG tot die moderne hoë-krag optiese vesels, het vooruitgang in materiale die toepassings van lasers voortdurend uitgebrei. In praktiese ontwerp is numeriese simulasies dikwels nodig om doteringskonsentrasies, pompskemas, ens. te optimaliseer.