Característiques clau del medi de guany làser

Quines són les característiques principals dels mitjans de guany làser?

El medi de guany làser, també conegut com a substància de treball làser, es refereix al sistema 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 làserEl medi de guany làser pot ser un material sòlid, líquid, gasós o semiconductor.
En els làsers d'estat sòlid, els medis 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 els làsers líquids, sovint s'utilitzen colorants orgànics com a medis de guany. Els làsers de gas utilitzen gas com a medi de guany, com ara diòxid de carboni gasós en els làsers de diòxid de carboni, i heli i neó gasós en els làsers d'heli-neó.Làsers semiconductorsutilitzen materials semiconductors com a medi de guany, com ara l'arseniur de gal·li (GaAs).
Les característiques clau del medi de guany làser inclouen:
Estructura de nivells d'energia: Els àtoms o molècules del medi de guany han de tenir una estructura de nivells d'energia adequada per aconseguir una inversió de població sota l'excitació d'energia externa. Això normalment significa que la diferència d'energia entre els nivells d'energia superior 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 necessiten tenir propietats de transició estables per alliberar fotons coherents durant la radiació excitada. Això requereix que el medi de guany tingui una alta eficiència quàntica i baixa pèrdua.
Estabilitat tèrmica i resistència mecànica: en aplicacions pràctiques, el medi de guany ha de suportar la llum de bombament d'alta potència i la sortida del làser, per la qual cosa ha de tenir una bona estabilitat tèrmica i resistència mecànica.
Qualitat òptica: La qualitat òptica del medi de guany és fonamental per al rendiment del làser. Ha de tenir una alta transmitància de llum i una baixa pèrdua de dispersió per garantir la qualitat i l'estabilitat del feix làser. L'elecció del medi de guany làser depèn dels requisits de l'aplicació.làser, longitud d'ona de treball, potència de sortida i altres factors. Optimitzant el material i l'estructura del medi de guany, es pot millorar encara més el rendiment i l'eficiència del làser.