Laserens "hjerte": forstærkningsmedium

Laserens "hjerte": forstærkningsmedium
In laserteknologi, denlaserforstærkningsmedium(også kendt som aktivt medium eller laserarbejdsstof) er kernekomponenten ilaserDen opnår partikelantalsinversion gennem pumpning, giver mulighed for lysforstærkning, kompenserer for tabet i resonanskaviteten og genererer derved kohærent laseroutput. Uden et passende forstærkningsmedium ville der ikke være nogen effektiv laser.
1. Det grundlæggende koncept og funktionsprincip for forstærkningsmedier.
Funktionen af ​​forstærkningsmedier er at forstærke optisk effekt gennem stimuleret emission. Normalt kræves ekstern pumpning (optisk pumpning eller elektrisk pumpning) for at tilføre energi og opnå en energiinversion af partiklerne i det øvre niveau.
2. Krav til fremragende forstærkningsmedier:
Ikke alle materialer kan bruges som forstærkningsmedier. Nøglekrav: Laserovergang: Der er et stærkt emissionstværsnit (o_em) i målbølgelængdeområdet. Høj transparens: Værtsmaterialet er transparent for laser- og pumpebølgelængderne. Effektiv pumpeabsorption: Matching af den tilgængelige pumpekilde (såsom 808 nm LD-pumpning af Nd:YAG) er egnet til levetiden på det øvre niveau (T): En lang levetid er gavnlig for Q-switching, en kort levetid er gavnlig for modulering. Høj kvanteeffektivitet: Lav dæmpning, lav absorption i exciteret tilstand. Højt o·T-produkt: Opnå høj forstærkning og lav tærskel. Bred forstærkningsbåndbredde: Gavnlig for bølgelængdejustering og ultrakorte pulser. Termiske og mekaniske egenskaber: Høj termisk ledningsevne, lav termooptisk koefficient, høj skadetærskel. Andre: Kemisk stabilitet, ingen hygroskopicitet, høj skadetærskel. Disse krav er ofte i konflikt med hinanden. For eksempel betyder en bred båndbredde normalt et lavere tværsnit, og dette kræver en afvejning i applikationsscenarier.
Forstærkningsmediet er den afgørende faktor forlaserydelseFra den klassiske Nd:YAG til de moderne højtydende optiske fibre har materialefremskridt løbende udvidet anvendelserne af lasere. I praktisk design er numeriske simuleringer ofte nødvendige for at optimere dopingkoncentrationer, pumpesystemer osv.