Principais características do meio de ganho de laser

Quais são as principais características da mídia de ganho de laser?

O meio de ganho do laser, também conhecido como substância de trabalho do laser, refere-se ao sistema de material usado para obter a inversão da população de partículas e gerar radiação estimulada para obter a amplificação da luz. É o componente central do laser, transportando um grande número de átomos ou moléculas, esses átomos ou moléculas sob a excitação de energia externa, podem fazer a transição para o estado excitado e, através da radiação excitada, liberar fótons, formando assim umluz laser. O meio de ganho do laser pode ser um material sólido, líquido, gasoso ou semicondutor.
Em lasers de estado sólido, os meios de ganho comumente usados ​​são cristais dopados com íons de terras raras ou íons de metais de transição, como cristais Nd:YAG, cristais Nd:YVO4, etc. Os lasers de gás usam gás como meio de ganho, como gás dióxido de carbono em lasers de dióxido de carbono e gás hélio e néon em lasers de hélio-néon.Lasers semicondutoresuse materiais semicondutores como meio de ganho, como arsenieto de gálio (GaAs).
As principais características do meio de ganho do laser incluem:
Estrutura de nível de energia: Os átomos ou moléculas no meio de ganho precisam ter uma estrutura de nível de energia adequada para conseguir uma reversão populacional sob a excitação de energia externa. Isso geralmente significa que a diferença de energia entre os níveis de energia mais altos e mais baixos precisa corresponder à energia do fóton de um comprimento de onda específico.

Propriedades de transição: Átomos ou moléculas em estados excitados precisam ter propriedades de transição estáveis ​​para liberar fótons coerentes durante a radiação excitada. Isto exige que o meio de ganho tenha alta eficiência quântica e baixa perda.
Estabilidade térmica e resistência mecânica: Em aplicações práticas, o meio de ganho precisa suportar luz de bomba de alta potência e saída de laser, portanto, precisa ter boa estabilidade térmica e resistência mecânica.
Qualidade óptica: A qualidade óptica do meio de ganho é crítica para o desempenho do laser. Ele precisa ter alta transmitância de luz e baixa perda de espalhamento para garantir a qualidade e estabilidade do feixe de laser. A escolha do meio de ganho do laser depende dos requisitos de aplicação dolaser, comprimento de onda de trabalho, potência de saída e outros fatores. Ao otimizar o material e a estrutura do meio de ganho, o desempenho e a eficiência do laser podem ser melhorados ainda mais.