«قلب» لیزر: محیط تقویت‌کننده

«قلب» لیزر: gainmedium
In فناوری لیزر،لیزر گین مدیوم(همچنین به عنوان ماده فعال یا ماده فعال لیزر شناخته می‌شود) جزء اصلی ...لیزراین دستگاه از طریق پمپاژ، وارونگی تعداد ذرات را ایجاد می‌کند، امکان تقویت نور را فراهم می‌کند، اتلاف در حفره رزونانس را جبران می‌کند و در نتیجه خروجی لیزر همدوس تولید می‌کند. بدون یک محیط بهره مناسب، هیچ لیزر کارآمدی وجود نخواهد داشت.
۱. مفهوم اساسی و اصل کار رسانه تقویت کننده.
وظیفه محیط تقویت، تقویت توان نوری از طریق گسیل القایی است. معمولاً برای تأمین انرژی جهت دستیابی به وارونگی انرژی ذرات تراز بالا، به پمپاژ خارجی (پمپاژ نوری یا پمپاژ الکتریکی) نیاز است.
۲. الزامات برای رسانه با بهره عالی:
همه مواد را نمی‌توان به عنوان محیط بهره استفاده کرد. الزامات کلیدی: گذار لیزری: سطح مقطع گسیل قوی (o_em) در محدوده طول موج هدف وجود دارد. شفافیت بالا: ماده میزبان نسبت به طول موج‌های لیزر و پمپ شفاف است. جذب پمپ کارآمد: تطبیق منبع پمپ موجود (مانند Nd:YAG با پمپاژ LD با طول موج 808 نانومتر) برای طول عمر سطح بالا (T) مناسب است: طول عمر طولانی برای Q-switching مفید است، طول عمر کوتاه برای مدولاسیون مفید است. راندمان کوانتومی بالا: خاموشی کم، جذب حالت برانگیخته کم. محصول o·T بالا: دستیابی به بهره بالا و آستانه پایین. پهنای باند بهره وسیع: برای تنظیم طول موج و پالس‌های فوق کوتاه مفید است. خواص حرارتی و مکانیکی: رسانایی حرارتی بالا، ضریب ترمواپتیکی پایین، آستانه آسیب بالا. سایر موارد: پایداری شیمیایی، عدم جذب رطوبت، آستانه آسیب بالا. این الزامات اغلب با یکدیگر در تضاد هستند. به عنوان مثال، پهنای باند وسیع معمولاً به معنای سطح مقطع کمتر است و این امر نیاز به یک بده بستان در سناریوهای کاربردی دارد.
محیط افزایش، عامل تعیین‌کننده برایعملکرد لیزراز Nd:YAG کلاسیک گرفته تا فیبرهای نوری پرتوان مدرن، پیشرفت در مواد، کاربردهای لیزرها را به طور مداوم گسترش داده است. در طراحی عملی، اغلب برای بهینه‌سازی غلظت‌های آلایش، طرح‌های پمپاژ و غیره، شبیه‌سازی‌های عددی مورد نیاز است.