Características principais do medio de ganancia láser

Cales son as características principais dos medios de ganancia láser?

O medio de ganancia láser, tamén coñecido como substancia de traballo láser, refírese ao sistema material empregado para lograr a inversión da poboación de partículas e xerar radiación estimulada para lograr a amplificación da luz. É o compoñente central do láser, transportando un gran número de átomos ou moléculas, estes átomos ou moléculas baixo a excitación de enerxía externa, poden pasar ao estado excitado e, a través da radiación excitada, liberan fotóns, formando así unluz láserO medio de ganancia do láser pode ser un material sólido, líquido, gasoso ou semicondutor.
Nos láseres de estado sólido, os medios de ganancia que se empregan habitualmente son cristais dopados con ións de terras raras ou ións de metais de transición, como os cristais de Nd:YAG, os cristais de Nd:YVO4, etc. Nos láseres líquidos, adoitan empregarse colorantes orgánicos como medios de ganancia. Os láseres de gas empregan gas como medio de ganancia, como o dióxido de carbono gasoso nos láseres de dióxido de carbono e o helio e o neón gasoso nos láseres de helio-neón.Láseres semicondutoresempregan materiais semicondutores como medio de ganancia, como o arseniuro de galio (GaAs).
As características principais do medio de ganancia láser inclúen:
Estrutura do nivel de enerxía: Os átomos ou moléculas no medio de ganancia deben ter unha estrutura de nivel de enerxía axeitada para lograr unha inversión da poboación baixo a excitación da enerxía externa. Isto normalmente significa que a diferenza de enerxía entre os niveis de enerxía superior e inferior debe coincidir coa enerxía dos fotóns dunha lonxitude de onda particular.

Propiedades de transición: Os átomos ou moléculas en estados excitados necesitan ter propiedades de transición estables para liberar fotóns coherentes durante a radiación excitada. Isto require que o medio de ganancia teña unha alta eficiencia cuántica e baixas perdas.
Estabilidade térmica e resistencia mecánica: en aplicacións prácticas, o medio de ganancia debe soportar a luz de bombeo de alta potencia e a saída láser, polo que debe ter unha boa estabilidade térmica e resistencia mecánica.
Calidade óptica: A calidade óptica do medio de ganancia é fundamental para o rendemento do láser. Debe ter unha alta transmitancia de luz e baixa perda de dispersión para garantir a calidade e a estabilidade do feixe láser. A elección do medio de ganancia láser depende dos requisitos da aplicación doláser, lonxitude de onda de traballo, potencia de saída e outros factores. Ao optimizar o material e a estrutura do medio de ganancia, pódese mellorar aínda máis o rendemento e a eficiencia do láser.