Caractéristiques clés du moyen de gain laser

Quelles sont les caractéristiques clés des supports de gain laser?

Le milieu de gain laser, également connu sous le nom de substance de travail au laser, fait référence au système de matériau utilisé pour atteindre l'inversion de la population de particules et générer un rayonnement stimulé pour obtenir une amplification légère. C'est le composant central du laser, transportant un grand nombre d'atomes ou de molécules, ces atomes ou molécules sous l'excitation de l'énergie externe, peuvent passer à l'état excité, et à travers les photons libérés par rayonnement excité, formant ainsi unlumière laser. Le milieu de gain laser peut être un matériau solide, liquide, gazeux ou semi-conducteur.
Dans les lasers à l'état solide, les milieux de gain couramment utilisés sont des cristaux dopés avec des ions de terres rares ou des ions de métal de transition, tels que les cristaux ND: YAG, les cristaux ND: YVO4, etc. Dans les lasers liquides, les colorants organiques sont souvent utilisés comme support de gain. Les lasers à gaz utilisent le gaz comme moyen de gain, comme le gaz de dioxyde de carbone dans les lasers de dioxyde de carbone, et l'hélium et le gaz néon dans les lasers d'hélium-néon.Lasers semi-conducteursUtilisez des matériaux semi-conducteurs comme milieu de gain, comme l'arséniure de gallium (GaAs).
Les caractéristiques clés du milieu de gain laser comprennent:
Structure au niveau de l'énergie: Les atomes ou les molécules dans le milieu de gain doivent avoir une structure de niveau d'énergie appropriée afin d'atteindre un renversement de la population sous l'excitation de l'énergie externe. Cela signifie généralement que la différence d'énergie entre les niveaux d'énergie supérieure et plus faible doit correspondre à l'énergie photonique d'une longueur d'onde particulière.

Propriétés de transition: les atomes ou les molécules dans les états excités doivent avoir des propriétés de transition stables afin de libérer des photons cohérents pendant le rayonnement excité. Cela nécessite que le milieu de gain ait une efficacité quantique élevée et une faible perte.
Stabilité thermique et résistance mécanique: Dans les applications pratiques, le milieu de gain doit résister à la lumière de la pompe à puissance élevée et à la sortie laser, il doit donc avoir une bonne stabilité thermique et une bonne résistance mécanique.
Qualité optique: la qualité optique du milieu de gain est essentielle aux performances du laser. Il doit avoir une transmittance de lumière élevée et une faible perte de diffusion pour assurer la qualité et la stabilité du faisceau laser. Le choix du moyen de gain laser dépend des exigences de l'application dulaser, longueur d'onde de travail, puissance de sortie et autres facteurs. En optimisant le matériau et la structure du milieu de gain, les performances et l'efficacité du laser peuvent être encore améliorées.