Característiques clau del mitjà de guany làser

Quines són les característiques clau dels mitjans de guany làser?

El medi de guany làser, també conegut com a substància de treball làser, es refereix al sistema de material utilitzat per aconseguir la inversió de la població de partícules i generar radiació estimulada per aconseguir l'amplificació de la llum. És el component central del làser, que transporta un gran nombre d'àtoms o molècules, aquests àtoms o molècules sota l'excitació d'energia externa, poden passar a l'estat excitat i, a través de la radiació excitada, alliberen fotons, formant així unllum làser. El medi de guany làser pot ser un material sòlid, líquid, gasós o semiconductor.
En els làsers d'estat sòlid, els mitjans de guany més utilitzats són cristalls dopats amb ions de terres rares o ions de metalls de transició, com ara cristalls Nd:YAG, cristalls Nd:YVO4, etc. En làsers líquids, els colorants orgànics s'utilitzen sovint com a mitjans de guany. Els làsers de gas utilitzen gas com a mitjà de guany, com ara el gas diòxid de carboni en làsers de diòxid de carboni i heli i neó en làsers d'heli-neó.Làsers semiconductorsUtilitzeu materials semiconductors com a mitjà de guany, com l'arsenur de gal·li (GaAs).
Les característiques clau del mitjà de guany làser inclouen:
Estructura del nivell d'energia: els àtoms o molècules del medi de guany necessiten tenir una estructura de nivell d'energia adequada per aconseguir una inversió de població sota l'excitació de l'energia externa. Això normalment significa que la diferència d'energia entre els nivells d'energia més alt i inferior ha de coincidir amb l'energia fotònica d'una longitud d'ona determinada.

Propietats de transició: els àtoms o molècules en estats excitats han de tenir propietats de transició estables per alliberar fotons coherents durant la radiació excitada. Això requereix que el mitjà de guany tingui una alta eficiència quàntica i baixa pèrdua.
Estabilitat tèrmica i resistència mecànica: en aplicacions pràctiques, el mitjà de guany ha de suportar la llum de la bomba d'alta potència i la sortida del làser, de manera que ha de tenir una bona estabilitat tèrmica i resistència mecànica.
Qualitat òptica: la qualitat òptica del mitjà de guany és fonamental per al rendiment del làser. Ha de tenir una alta transmissió de la llum i una baixa pèrdua de dispersió per garantir la qualitat i l'estabilitat del feix làser. L'elecció del mitjà de guany làser depèn dels requisits d'aplicació dellàser, longitud d'ona de treball, potència de sortida i altres factors. Mitjançant l'optimització del material i l'estructura del mitjà de guany, es pot millorar encara més el rendiment i l'eficiència del làser.