Ang "puso" ng laser: gain medium

Ang "puso" ng laser: gainmedium
In teknolohiya ng laser, anglaser gain medium(kilala rin bilang aktibong medium o laser working substance) ang pangunahing bahagi nglaserNakakamit nito ang pagbabaligtad ng bilang ng partikulo sa pamamagitan ng pagbomba, nagbibigay ng kakayahang magpalaki ng liwanag, bumabawi sa pagkawala sa resonant cavity, at sa gayon ay bumubuo ng coherent laser output. Kung walang angkop na gain medium, walang magiging mahusay na laser.
1. Ang pangunahing konsepto at prinsipyo ng paggana ng gain media.
Ang tungkulin ng gain media ay palakasin ang optical power sa pamamagitan ng stimulated emission. Kadalasan, ang external pumping (optical pumping o electrical pumping) ay kinakailangan upang magbigay ng enerhiya upang makamit ang energy inversion ng mga upper-level particle.
2. Mga kinakailangan para sa mahusay na gain media:
Hindi lahat ng materyales ay maaaring gamitin bilang gain media. Mga pangunahing kinakailangan: Paglipat sa laser: Mayroong malakas na emission cross-section (o_em) sa target na saklaw ng wavelength. Mataas na transparency: Ang host material ay transparent sa mga wavelength ng laser at pump. Mahusay na pagsipsip ng pump: Ang pagtutugma sa magagamit na pinagmumulan ng pump (tulad ng 808 nm LD pumping Nd:YAG) ay angkop para sa upper-level lifetime (T): Ang mahabang lifetime ay kapaki-pakinabang para sa Q-switching, ang maikling lifetime ay kapaki-pakinabang para sa modulation. Mataas na quantum efficiency: Mababang quenching, mababang excited state absorption. Mataas na o·T product: Nakakamit ng mataas na gain at mababang threshold. Malawak na gain bandwidth: Kapaki-pakinabang para sa wavelength tuning at ultrashort pulses. Mga thermal at mechanical properties: Mataas na thermal conductivity, mababang thermo-optic coefficient, mataas na damage threshold. Iba pa: Chemical stability, walang hygroscopicity, mataas na damage threshold. Ang mga kinakailangang ito ay kadalasang nagkakasalungatan. Halimbawa, ang malawak na bandwidth ay karaniwang nangangahulugan ng mas mababang cross-section, at nangangailangan ito ng trade-off sa mga senaryo ng aplikasyon.
Ang gain medium ang siyang mapagpasyang salik para sapagganap ng laserMula sa klasikong Nd:YAG hanggang sa mga modernong high-power optical fiber, ang mga pagsulong sa mga materyales ay patuloy na nagpalawak ng mga aplikasyon ng mga laser. Sa praktikal na disenyo, ang mga numerical simulation ay kadalasang kinakailangan upang ma-optimize ang mga konsentrasyon ng doping, mga scheme ng pumping, atbp.