الخصائص الرئيسية لتكتسب الليزر وسيط

ما هي الخصائص الرئيسية لوسائط كسب الليزر؟

يشير وسط مكسب الليزر ، والمعروف أيضًا باسم مادة العمل بالليزر ، إلى نظام المواد المستخدم لتحقيق انعكاس سكان الجسيمات وتوليد إشعاع محفز لتحقيق تضخيم الضوء. إنه المكون الأساسي للليزر ، الذي يحمل عددًا كبيرًا من الذرات أو الجزيئات ، يمكن أن تنتقل هذه الذرات أو الجزيئات تحت الإثارة من الطاقة الخارجية إلى الحالة المثيرة ، ومن خلال الفوتونات التي تم إطلاقها بالإشعاع المتحمس ، وبالتالي تشكيل أضوء الليزر. يمكن أن يكون وسط مكسب الليزر مادة صلبة أو سائلة أو غاز أو أشباه الموصلات.
في الليزر في الحالة الصلبة ، تكون وسائط الكسب الشائعة الاستخدام هي بلورات مخدرة بأيونات أرضية نادرة أو أيونات معدنية انتقالية ، مثل بلورات ND: YAG ، ND: YVO4 ، إلخ. في الليزر السائل ، غالبًا ما تستخدم الأصباغ العضوية كوسائط كسب. تستخدم أشعة الليزر الغازية الغاز كوسيط مكاسب ، مثل غاز ثاني أكسيد الكربون في ليزر ثاني أكسيد الكربون ، وغاز الهيليوم وغاز النيون في ليزر الهيليوم نيون.ليزر أشباه الموصلاتاستخدم مواد أشباه الموصلات كوسيلة كسب ، مثل أرسينيد الغاليوم (GAAs).
وتشمل الخصائص الرئيسية لوسط كسب الليزر:
بنية مستوى الطاقة: تحتاج الذرات أو الجزيئات في وسط الكسب إلى بنية مستوى طاقة مناسبة من أجل تحقيق انعكاس السكان تحت إثارة الطاقة الخارجية. هذا يعني عادة أن الفرق في الطاقة بين مستويات الطاقة الأعلى والأقل يحتاج إلى مطابقة طاقة الفوتون لطول موجة معين.

خصائص الانتقال: تحتاج الذرات أو الجزيئات في الحالات المتحمسة إلى الحصول على خصائص انتقالية مستقرة من أجل إطلاق فوتونات متماسكة أثناء الإشعاع المتحمس. هذا يتطلب أن يكون وسيط الكسب لديه كفاءة كمية عالية وفقدان منخفض.
الاستقرار الحراري والقوة الميكانيكية: في التطبيقات العملية ، يحتاج المتوسط ​​الكسب إلى مواجهة ضوء مضخة الطاقة العالية وإخراج الليزر ، لذلك يحتاج إلى استقرار حراري جيد وقوة ميكانيكية.
الجودة البصرية: الجودة البصرية لوسيط الكسب أمر بالغ الأهمية لأداء الليزر. يجب أن يكون لها انتقال عالي الضوء وفقدان الانتثار المنخفض لضمان جودة وثبات شعاع الليزر. يعتمد اختيار كسب الليزر على متطلبات تطبيقالليزر، والطول الموجي العام ، وطاقة الإخراج وعوامل أخرى. من خلال تحسين مادة وهيكل وسيط الكسب ، يمكن تحسين أداء وكفاءة الليزر.