Лазерные материалы.
Лазерные материалы – это вещества, которые используются в лазерах как активные среды, т.е. рабочие вещества, чей состав позволяет создать инверсионную заселенность.
Лазер, принцип действия и его устройство
Лазерные материалы:
Лазерные материалы – это вещества, которые используются в лазерах как активные среды, т.е. рабочие вещества, чей состав позволяет создать инверсионную заселенность.
В настоящее время известны несколько сотен лазерных материалов, находящихся в разных агрегатных состояниях:
– в твёрдом: кристаллы, аморфные стёкла, керамические материалы, полупроводниковые материалы;
– в жидком: растворы органических красителей;
– в газообразном: газы и их смеси, пары металлов;
– в состоянии плазмы: возбужденная плазма в парах металлов.
Лазерные материалы во многом определяют характеристики лазера:
– длину излучаемой волны, измеряемую в микрометрах (мкм);
– режим работы (непрерывный или импульсный, в т.ч. импульсный свободной генерации, синхронизации мод, с модулированной добротностью);
– мощность излучения, измеряемую в милливаттах (мВт), ваттах (Вт), киловаттах (кВт), мегаваттах (МВт), гигаваттах (ГВт), тераваттах (ТВт);
– частоту повторения импульсов, измеряемую в герцах (Гц);
– длительность импульса, измеряемую в миллисекундах (мс), микросекундах (мкс), наносекундах (нс), пикосекундах (пс), фемтосекундах (фс);
– расходимость излучения, измеряемую в миллирадианах (мрад), градусах (град);
– коэффициент полезного действия (КПД), измеряемый в процентах (%).
Чтобы тот или иной материал использовался в лазере он должен отвечать нескольким требованиям:
– иметь набор энергетических уровней, позволяющий эффективно воспринимать подводимую извне энергию и с большей эффективностью (т.е. с возможно меньшими потерями) преобразовывать её в индуцированное электромагнитное излучение;
– обладать высокой оптической однородностью, высокой теплопроводностью, низким коэффициентом термического расширения;
– иметь постоянство состава и свойств в условиях работы;
– твердые материалы кроме того должны обладать высокой механической прочностью и пригодностью к механической обработке.
Сравнительную характеристику основных лазерных материалов можно оценить по данным таблицы.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com