ویژگی های کلیدی محیط افزایش لیزر

ویژگی های کلیدی رسانه های افزایش لیزر چیست؟

رسانه افزایش لیزر، همچنین به عنوان ماده کار لیزر شناخته می شود، به سیستم مواد مورد استفاده برای دستیابی به وارونگی جمعیت ذرات و تولید تابش تحریک شده برای دستیابی به تقویت نور اشاره دارد. این جزء اصلی لیزر است که تعداد زیادی اتم یا مولکول را حمل می‌کند، این اتم‌ها یا مولکول‌ها تحت تحریک انرژی خارجی، می‌توانند به حالت برانگیخته تبدیل شوند و از طریق تشعشع برانگیخته فوتون‌ها آزاد شود، بنابراین یکنور لیزر. محیط دریافت لیزر می تواند یک ماده جامد، مایع، گاز یا نیمه هادی باشد.
در لیزرهای حالت جامد، محیط‌های افزایشی که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند، کریستال‌هایی هستند که با یون‌های خاکی کمیاب یا یون‌های فلزات واسطه، مانند کریستال‌های Nd:YAG، کریستال‌های Nd:YVO4 و غیره دوپ شده‌اند. در لیزرهای مایع، رنگ‌های آلی اغلب به عنوان محیط افزایش استفاده می‌شوند. لیزرهای گازی از گاز به عنوان یک محیط افزایش استفاده می کنند، مانند گاز دی اکسید کربن در لیزرهای دی اکسید کربن و گاز هلیوم و نئون در لیزرهای هلیوم-نئون.لیزرهای نیمه هادیاز مواد نیمه هادی به عنوان محیط افزایش استفاده کنید، مانند آرسنید گالیم (GaAs).
ویژگی های کلیدی محیط افزایش لیزر عبارتند از:
ساختار سطح انرژی: اتم‌ها یا مولکول‌های موجود در محیط بهره برای دستیابی به یک معکوس جمعیت تحت تحریک انرژی خارجی، باید ساختار سطح انرژی مناسبی داشته باشند. این معمولاً به این معنی است که اختلاف انرژی بین سطوح انرژی بالاتر و پایین تر باید با انرژی فوتون یک طول موج خاص مطابقت داشته باشد.

خواص انتقالی: اتم‌ها یا مولکول‌ها در حالت‌های برانگیخته باید خواص انتقال پایداری داشته باشند تا فوتون‌های همدوس را در طول تابش برانگیخته آزاد کنند. این امر مستلزم آن است که محیط بهره دارای راندمان کوانتومی بالا و تلفات کم باشد.
پایداری حرارتی و استحکام مکانیکی: در کاربردهای عملی، محیط گین نیاز به مقاومت در برابر نور پمپ با توان بالا و خروجی لیزر دارد، بنابراین باید از پایداری حرارتی و استحکام مکانیکی خوبی برخوردار باشد.
کیفیت نوری: کیفیت نوری محیط افزایش برای عملکرد لیزر بسیار مهم است. برای اطمینان از کیفیت و پایداری پرتو لیزر، باید گذر نور بالا و تلفات پراکندگی کم داشته باشد. انتخاب محیط افزایش لیزر بستگی به نیازهای کاربردی داردلیزر، طول موج کار، توان خروجی و عوامل دیگر. با بهینه سازی مواد و ساختار محیط گین می توان عملکرد و کارایی لیزر را بیشتر بهبود بخشید.