Karakteristik utama dari media penguatan laser

Apa karakteristik utama dari media penguatan laser?

Media penguatan laser, juga dikenal sebagai zat kerja laser, mengacu pada sistem material yang digunakan untuk mencapai inversi populasi partikel dan menghasilkan radiasi terstimulasi untuk mencapai amplifikasi cahaya. Ini adalah komponen inti dari laser, membawa sejumlah besar atom atau molekul, atom atau molekul ini di bawah eksitasi energi eksternal, dapat bertransisi ke keadaan tereksitasi, dan melalui radiasi tereksitasi melepaskan foton, sehingga membentuk asinar laser. Media penguatan laser dapat berupa bahan padat, cair, gas, atau semikonduktor.
Pada laser solid-state, media penguatan yang umum digunakan adalah kristal yang diolah dengan ion tanah jarang atau ion logam transisi, seperti kristal Nd:YAG, kristal Nd:YVO4, dll. Dalam laser cair, pewarna organik sering digunakan sebagai media penguatan. Laser gas menggunakan gas sebagai media penguatan, seperti gas karbon dioksida pada laser karbon dioksida, dan gas helium dan neon pada laser helium-neon.Laser semikonduktormenggunakan bahan semikonduktor sebagai media penguatan, seperti galium arsenida (GaAs).
Karakteristik utama dari media penguatan laser meliputi:
Struktur tingkat energi: Atom atau molekul dalam media penguatan harus memiliki struktur tingkat energi yang sesuai untuk mencapai pembalikan populasi di bawah eksitasi energi eksternal. Hal ini biasanya berarti bahwa perbedaan energi antara tingkat energi yang lebih tinggi dan lebih rendah harus disesuaikan dengan energi foton pada panjang gelombang tertentu.

Sifat transisi: Atom atau molekul dalam keadaan tereksitasi harus memiliki sifat transisi yang stabil agar dapat melepaskan foton koheren selama radiasi tereksitasi. Hal ini memerlukan media penguatan yang memiliki efisiensi kuantum tinggi dan kerugian rendah.
Stabilitas termal dan kekuatan mekanik: Dalam aplikasi praktis, media penguatan harus tahan terhadap cahaya pompa dan keluaran laser berdaya tinggi, sehingga harus memiliki stabilitas termal dan kekuatan mekanik yang baik.
Kualitas optik: Kualitas optik dari media penguatan sangat penting untuk kinerja laser. Ia harus memiliki transmisi cahaya yang tinggi dan kehilangan hamburan yang rendah untuk memastikan kualitas dan stabilitas sinar laser. Pilihan media penguatan laser bergantung pada persyaratan aplikasilaser, panjang gelombang kerja, daya keluaran dan faktor lainnya. Dengan mengoptimalkan material dan struktur media penguatan, kinerja dan efisiensi laser dapat lebih ditingkatkan.