מאפיינים עיקריים של מדיום הגברת לייזר

מהם המאפיינים העיקריים של מדיית לייזר?

מדיום הגברת לייזר, המכונה גם חומר עבודה בלייזר, מתייחס למערכת חומרים המשמשת להשגת היפוך אוכלוסיית חלקיקים וליצירת קרינה מגורה להשגת הגברת אור. זהו המרכיב המרכזי של הלייזר, הנושא מספר רב של אטומים או מולקולות, אטומים או מולקולות אלה תחת עירור של אנרגיה חיצונית יכולים לעבור למצב מעורר, ובאמצעות הקרינה המעוררת משחררים פוטונים, ובכך יוצרים...אור לייזרמצע הגברת הלייזר יכול להיות מוצק, נוזלי, גזי או חומר מוליך למחצה.
בלייזרים במצב מוצק, מדיום הגברה נפוץ הוא גבישים מסוממים ביונים של אדמה נדירה או יוני מתכות מעבר, כגון גבישי Nd:YAG, גבישי Nd:YVO4 וכו'. בלייזרים נוזליים, צבעים אורגניים משמשים לעתים קרובות כמדיום הגברה. לייזרי גז משתמשים בגז כמדיום הגברה, כגון גז פחמן דו-חמצני בלייזרי פחמן דו-חמצני, וגז הליום וניאון בלייזרי הליום-ניאון.לייזרים מוליכים למחצהלהשתמש בחומרים מוליכים למחצה כמדיום הגברה, כגון גליום ארסניד (GaAs).
מאפיינים עיקריים של מדיום הגברת הלייזר כוללים:
מבנה רמת אנרגיה: האטומים או המולקולות במדיום ההגבר צריכים להיות בעלי מבנה רמת אנרגיה מתאים על מנת להשיג היפוך אוכלוסייה תחת עירור של אנרגיה חיצונית. משמעות הדבר היא בדרך כלל שהפרש האנרגיה בין רמות האנרגיה הגבוהות והנמוכות יותר צריך להתאים לאנרגיית הפוטון של אורך גל מסוים.

תכונות מעבר: אטומים או מולקולות במצבים מעוררים צריכים להיות בעלי תכונות מעבר יציבות על מנת לשחרר פוטונים קוהרנטיים במהלך קרינה מעוררת. זה דורש שמהמדיום ההגבר יהיה יעילות קוונטית גבוהה והפסד נמוך.
יציבות תרמית וחוזק מכני: ביישומים מעשיים, מדיום ההגבר צריך לעמוד בפני אור משאבה בעוצמה גבוהה ופלט לייזר, ולכן עליו להיות בעל יציבות תרמית וחוזק מכני טובים.
איכות אופטית: האיכות האופטית של מדיום ההגבר היא קריטית לביצועי הלייזר. הוא צריך להיות בעל העברת אור גבוהה ואובדן פיזור נמוך כדי להבטיח את האיכות והיציבות של קרן הלייזר. בחירת מדיום ההגבר של הלייזר תלויה בדרישות היישום של הלייזר.לייזר, אורך גל עבודה, עוצמת פלט וגורמים נוספים. על ידי אופטימיזציה של החומר והמבנה של מדיום ההגבר, ניתן לשפר עוד יותר את הביצועים והיעילות של הלייזר.