Principais características do meio de ganho do laser

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

Meio de ganho do laser, também conhecido como substância de trabalho do laser, refere-se ao sistema de materiais usado para obter a inversão da população de partículas e gerar radiação estimulada para alcançar a amplificação da luz. É o componente central do laser, carregando um grande número de átomos ou moléculas. Esses átomos ou moléculas, sob a excitação de energia externa, podem transitar para o estado excitado e, através da radiação excitada, liberam 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 utilizados 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 utilizados como meios de ganho. Os lasers a gás utilizam gás como meio de ganho, como o gás dióxido de carbono nos lasers de dióxido de carbono e os gases hélio e néon nos lasers de hélio-néon.Lasers semicondutoresusar 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 alcançar 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 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 baixas perdas.
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 fundamental para o desempenho do laser. Ele precisa ter alta transmitância de luz e baixa perda por espalhamento para garantir a qualidade e a estabilidade do feixe de laser. A escolha do meio de ganho do laser depende dos requisitos de aplicação do laser.laser, 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 ainda mais aprimorados.