מאפיינים מרכזיים של מדיום רווח לייזר

מהם המאפיינים העיקריים של מדיית רווח לייזר?

מדיום רווח לייזר, הידוע גם כחומר עובד בלייזר, מתייחס למערכת החומרים המשמשת להשגת היפוך אוכלוסיית החלקיקים ויצירת קרינה מגורה להשגת הגברה של אור. זהו מרכיב הליבה של הלייזר, הנושא מספר רב של אטומים או מולקולות, אטומים או מולקולות אלו תחת עירור של אנרגיה חיצונית, יכולים לעבור למצב הנרגש, ובאמצעות הקרינה הנרגשת משתחררים פוטונים, ובכך יוצריםאור לייזר. מדיום הרווח של הלייזר יכול להיות חומר מוצק, נוזלי, גז או מוליכים למחצה.
בלייזרים במצב מוצק, אמצעי הרווח הנפוצים הם גבישים המסוימים עם יוני אדמה נדירים או יוני מתכת מעבר, כגון גבישי Nd:YAG, גבישי Nd:YVO4 וכו'. בלייזרים נוזליים, צבעים אורגניים משמשים לעתים קרובות כאמצעי רווח. לייזר גז משתמש בגז כאמצעי רווח, כגון גז פחמן דו חמצני בלייזרי פחמן דו חמצני, וגז הליום וניאון בלייזרי הליום-ניאון.לייזרים מוליכים למחצההשתמש בחומרים מוליכים למחצה כמדיום הרווח, כגון גליום ארסניד (GaAs).
המאפיינים העיקריים של מדיום רווח הלייזר כוללים:
מבנה רמת האנרגיה: האטומים או המולקולות במדיום הרווח צריכים להיות בעלי מבנה רמת אנרגיה מתאים על מנת להשיג היפוך אוכלוסייה תחת עירור של אנרגיה חיצונית. זה בדרך כלל אומר שהפרש האנרגיה בין רמות האנרגיה הגבוהות והנמוכות יותר צריך להתאים לאנרגיית הפוטונים של אורך גל מסוים.

תכונות מעבר: אטומים או מולקולות במצבים נרגשים צריכים להיות בעלי תכונות מעבר יציבות על מנת לשחרר פוטונים קוהרנטיים במהלך קרינה נרגשת. זה מחייב את מדיום הרווח להיות בעל יעילות קוונטית גבוהה והפסד נמוך.
יציבות תרמית וחוזק מכני: ביישומים מעשיים, מדיום הרווח צריך לעמוד בפני אור משאבת הספק גבוה ותפוקת לייזר, ולכן הוא צריך להיות בעל יציבות תרמית טובה וחוזק מכני.
איכות אופטית: האיכות האופטית של מדיום הרווח היא קריטית לביצועי הלייזר. הוא צריך להיות בעל העברת אור גבוהה ואובדן פיזור נמוך כדי להבטיח את האיכות והיציבות של קרן הלייזר. הבחירה של מדיום רווח לייזר תלוי בדרישות היישום שללייזר, אורך גל עבודה, הספק פלט וגורמים אחרים. על ידי אופטימיזציה של החומר והמבנה של מדיום הרווח, ניתן לשפר עוד יותר את הביצועים והיעילות של הלייזר.