Principais características do meio de ganho do laser

Quais são as principais características dos meios de ganho de laser?

O meio ativo do laser, também conhecido como substância ativa do laser, refere-se ao sistema de materiais utilizado para realizar a inversão da população de partículas e gerar radiação estimulada para amplificar a luz. É o componente central do laser, contendo um grande número de átomos ou moléculas. Esses átomos ou moléculas, sob a excitação de energia externa, podem transitar para um estado excitado e, através da radiação excitada, liberam fótons, formando assim um feixe de elétrons.luz laserO meio de ganho do laser pode ser um material sólido, líquido, gasoso ou semicondutor.
Em lasers de estado sólido, os meios de ganho mais comuns são cristais dopados com íons de terras raras ou íons de metais de transição, como cristais de Nd:YAG, cristais de Nd:YVO4, etc. Em lasers líquidos, corantes orgânicos são frequentemente usados ​​como meio de ganho. Os lasers a gás utilizam gás como meio de ganho, como o dióxido de carbono em lasers de dióxido de carbono e o hélio e o néon em lasers de hélio-néon.Lasers semicondutoresUtilizam-se materiais semicondutores como meio de ganho, como o arseneto de gálio (GaAs).
As principais características do meio ativo do laser incluem:
Estrutura de níveis de energia: Os átomos ou moléculas no meio ativo precisam ter uma estrutura de níveis de energia adequada para que ocorra a inversão de população 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 determinado comprimento de onda.

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