Mga pangunahing katangian ng daluyan ng laser gain

Ano ang mga pangunahing katangian ng laser gain media?

Ang laser gain medium, na kilala rin bilang laser working substance, ay tumutukoy sa materyal na sistema na ginagamit upang makamit ang pagbaligtad ng populasyon ng butil at makabuo ng stimulated radiation upang makamit ang light amplification. Ito ang pangunahing bahagi ng laser, na nagdadala ng isang malaking bilang ng mga atomo o molekula, ang mga atomo o molekula na ito sa ilalim ng paggulo ng panlabas na enerhiya, ay maaaring lumipat sa nasasabik na estado, at sa pamamagitan ng nasasabik na radiation ay naglabas ng mga photon, kaya bumubuo ng isangilaw ng laser. Ang laser gain medium ay maaaring isang solid, likido, gas o semiconductor na materyal.
Sa solid-state lasers, ang karaniwang ginagamit na gain media ay mga crystal doped na may rare earth ions o transition metal ions, gaya ng Nd:YAG crystals, Nd:YVO4 crystals, atbp. Sa liquid lasers, ang mga organic na tina ay kadalasang ginagamit bilang gain media. Gumagamit ang mga gas laser ng gas bilang isang gain medium, tulad ng carbon dioxide gas sa mga carbon dioxide laser, at helium at neon gas sa helium-neon lasers.Semiconductor lasersgumamit ng mga semiconductor na materyales bilang daluyan ng pakinabang, tulad ng gallium arsenide (GaAs).
Ang mga pangunahing katangian ng medium gain ng laser ay kinabibilangan ng:
Istruktura ng antas ng enerhiya: Ang mga atom o molekula sa gain medium ay kailangang magkaroon ng angkop na istraktura ng antas ng enerhiya upang makamit ang pagbaligtad ng populasyon sa ilalim ng paggulo ng panlabas na enerhiya. Karaniwang nangangahulugan ito na ang pagkakaiba ng enerhiya sa pagitan ng mas mataas at mas mababang antas ng enerhiya ay kailangang tumugma sa enerhiya ng photon ng isang partikular na wavelength.

Mga katangian ng paglipat: Ang mga atom o molekula sa mga nasasabik na estado ay kailangang magkaroon ng mga matatag na katangian ng paglipat upang makapaglabas ng magkakaugnay na mga photon sa panahon ng nasasabik na radiation. Nangangailangan ito ng gain medium na magkaroon ng mataas na quantum efficiency at mababang loss.
Thermal stability at mechanical strength: Sa mga praktikal na aplikasyon, ang gain medium ay kailangang makatiis ng high power pump light at laser output, kaya kailangan itong magkaroon ng magandang thermal stability at mechanical strength.
Optical na kalidad: Ang optical na kalidad ng gain medium ay kritikal sa pagganap ng laser. Kailangan itong magkaroon ng mataas na light transmittance at mababang scattering loss upang matiyak ang kalidad at katatagan ng laser beam. Ang pagpili ng laser gain medium ay depende sa mga kinakailangan sa aplikasyon nglaser, working wavelength, output power at iba pang salik. Sa pamamagitan ng pag-optimize ng materyal at istraktura ng gain medium, ang pagganap at kahusayan ng laser ay maaaring higit pang mapabuti.