“หัวใจ” ของเลเซอร์: ตัวกลางเพิ่มกำลังขยาย
In เทคโนโลยีเลเซอร์,เลเซอร์เกนมีเดียม(หรือเรียกอีกอย่างว่าตัวกลางที่ใช้งานหรือสารทำงานของเลเซอร์) เป็นส่วนประกอบหลักของเลเซอร์กลไกนี้ทำให้เกิดการผกผันจำนวนอนุภาคผ่านการปั๊ม ช่วยเพิ่มความสามารถในการขยายแสง ชดเชยการสูญเสียในโพรงเรโซแนนซ์ และทำให้เกิดเอาต์พุตเลเซอร์ที่สอดคล้องกัน หากไม่มีตัวกลางขยายสัญญาณที่เหมาะสม ก็จะไม่มีเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพเกิดขึ้น
1. แนวคิดพื้นฐานและหลักการทำงานของสื่อขยายสัญญาณ
หน้าที่ของตัวกลางเพิ่มกำลังแสงคือการขยายกำลังแสงผ่านการปล่อยแสงแบบกระตุ้น โดยปกติแล้ว จำเป็นต้องใช้การกระตุ้นจากภายนอก (การกระตุ้นด้วยแสงหรือการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า) เพื่อให้พลังงานแก่อนุภาคระดับบนเพื่อให้เกิดการผกผันพลังงาน
2. ข้อกำหนดสำหรับสื่อที่มีกำลังขยายสูง:
ไม่ใช่ว่าวัสดุทุกชนิดจะสามารถใช้เป็นตัวกลางเพิ่มกำลังแสงได้ ข้อกำหนดสำคัญ: การเปลี่ยนผ่านของเลเซอร์: มีค่าภาคตัดขวางการปล่อยแสง (o_em) สูงในช่วงความยาวคลื่นเป้าหมาย ความโปร่งใสสูง: วัสดุตัวกลางต้องโปร่งใสต่อความยาวคลื่นของเลเซอร์และแหล่งกำเนิดแสง การดูดซับแหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพ: การจับคู่แหล่งกำเนิดแสงที่มีอยู่ (เช่น การปั๊ม Nd:YAG ด้วย LD 808 nm) ต้องเหมาะสมกับอายุการใช้งานของระดับบน (T): อายุการใช้งานที่ยาวนานเป็นประโยชน์สำหรับการสวิตช์ Q อายุการใช้งานที่สั้นเป็นประโยชน์สำหรับการมอดูเลชั่น ประสิทธิภาพควอนตัมสูง: การดับแสงต่ำ การดูดซับสถานะกระตุ้นต่ำ ผลคูณ o·T สูง: ให้ได้กำลังขยายสูงและเกณฑ์ต่ำ แบนด์วิดท์กำลังขยายกว้าง: เป็นประโยชน์สำหรับการปรับความยาวคลื่นและพัลส์อัลตร้าชอร์ต คุณสมบัติทางความร้อนและเชิงกล: การนำความร้อนสูง สัมประสิทธิ์เทอร์โมออปติกต่ำ เกณฑ์ความเสียหายสูง อื่นๆ: ความเสถียรทางเคมี ไม่ดูดความชื้น เกณฑ์ความเสียหายสูง ข้อกำหนดเหล่านี้มักขัดแย้งกัน ตัวอย่างเช่น แบนด์วิดท์กว้างมักหมายถึงค่าภาคตัดขวางที่ต่ำกว่า และสิ่งนี้จำเป็นต้องมีการแลกเปลี่ยนในสถานการณ์การใช้งาน
ตัวกลางขยายสัญญาณเป็นปัจจัยชี้ขาดสำหรับประสิทธิภาพของเลเซอร์ตั้งแต่เลเซอร์ Nd:YAG แบบคลาสสิกไปจนถึงใยแก้วนำแสงกำลังสูงสมัยใหม่ ความก้าวหน้าในด้านวัสดุได้ขยายขอบเขตการใช้งานของเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง ในการออกแบบเชิงปฏิบัติ การจำลองเชิงตัวเลขมักมีความจำเป็นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความเข้มข้นของการเจือปน รูปแบบการปั๊ม ฯลฯ
วันที่โพสต์: 24 มีนาคม 2026