レーザー利得媒体の主な特徴

レーザーゲインメディアの主な特徴は何ですか?

レーザー作動物質としても知られるレーザー利得媒体は、粒子分布の反転を達成し、光増幅を達成するための誘導放射線を生成するために使用される材料システムを指します。これはレーザーのコアコンポーネントであり、多数の原子または分子を運びます。これらの原子または分子は、外部エネルギーの励起下で励起状態に遷移することができ、励起された放射線を通じて光子を放出し、こうしてレーザー光。レーザー利得媒体は、固体、液体、気体、または半導体材料とすることができます。
固体レーザーでは、一般的に使用される利得媒体は、Nd:YAG 結晶、Nd:YVO4 結晶など、希土類イオンまたは遷移金属イオンがドープされた結晶です。液体レーザーでは、有機色素が利得媒体としてよく使用されます。ガスレーザーは、二酸化炭素レーザーでは二酸化炭素ガス、ヘリウムネオンレーザーではヘリウムとネオンガスなど、ガスを利得媒体として使用します。半導体レーザーガリウムヒ素 (GaAs) などの半導体材料を利得媒体として使用します。
レーザー利得媒体の主な特徴は次のとおりです。
エネルギー準位構造: 外部エネルギーの励起下で反転分布を達成するには、利得媒質内の原子または分子が適切なエネルギー準位構造を持つ必要があります。これは通常、高いエネルギーレベルと低いエネルギーレベルの間のエネルギー差が特定の波長の光子エネルギーと一致する必要があることを意味します。

遷移特性: 励起状態の原子または分子は、励起放射線中にコヒーレント光子を放出するために、安定した遷移特性を持つ必要があります。これには、利得媒体が高い量子効率と低い損失を備えていることが必要です。
熱安定性と機械的強度: 実際のアプリケーションでは、利得媒質は高出力のポンプ光とレーザー出力に耐える必要があるため、良好な熱安定性と機械的強度が必要です。
光学品質: 利得媒体の光学品質は、レーザーの性能にとって重要です。レーザービームの品質と安定性を確保するには、高い光透過率と低い散乱損失が必要です。レーザー利得媒体の選択は、アプリケーションの要件によって異なります。レーザ、動作波長、出力電力、その他の要因。利得媒体の材料と構造を最適化することにより、レーザーの性能と効率をさらに向上させることができます。