솔리드 스테이트 레이저가 향상된 가인 크리스탈로 발전

빛의 빔이 강철을 뚫을 수 있는 힘을 주는 것은 무엇일까요? 그 비밀은 고체 레이저의 중심에 있는 소박한 레이저 가이드 크리스탈에 있습니다. 이 크리스탈들은 레이저의 "엔진"으로 작용합니다." 광자 생성과 증폭을 운전하여 산업용 용도로 볼 수 있는 고에너지 빔을 만들어냅니다.이 기사에서는 물질의 특성에서 실용적인 응용에 이르기까지 이러한 중요한 구성 요소 뒤에있는 과학을 탐구합니다.

레이저 가인 결정 의 기본 구조 와 기능

레이저 가인 크리스탈은 고체 레이저의 핵심 증폭 요소로 작용하며, 자극된 방출의 원칙에 따라 작동합니다. 그들의 구성은 두 가지 주요 요소로 구성됩니다.

• 숙주 물질:일반적으로 도핑 이온에 안정적인 지원을 제공하는 결정 또는 유리 구조입니다.
• 도핑 이온:일반적으로 희토류 또는 전환 금속 원소, 펌프 에너지를 흡수하고 자극된 방출을 생성합니다.

효율적으로 작동하기 위해서는 이산 결정이 두 가지 중요한 작업을 수행해야 합니다.

1. 흡수 펌프 에너지:외부의 빛 (레이저 다이오드 같은 것) 을 캡처하고 그 에너지를 도피드 이온으로 전달합니다.
2. 인구 반전을 유지합니다.자극된 방출을 유지하기 위해 흥분 상태에서 도핑 이온을 유지하십시오.

일부 구성에서, 이득 결정은 또한 광적 공명기의 일부를 형성, 레이저 성능을 더욱 향상. 전기 단열체로서,고체 성소 결정은 광적 펌핑에만 의존합니다.도판트 이온이 펌프 에너지를 흡수할 때, 그들은 자발적 또는 자극된 방출을 통해 광자를 방출하기 전에 더 높은 에너지 상태로 뛰어납니다. 방출된 광자는 단계, 주파수,그리고 자극 빛의 편광레이저의 특정 특성은 파장과 에너지 변환 효율을 포함하여 도판트 이온과 호스트 결정의 선택에 달려 있습니다.

숙주 결정 의 중요 특성

적절한 호스트 크리스탈을 선택하는 것은 특정 응용 분야에서 레이저 성능을 최적화하는 데 필수적입니다. 주요 선택 기준은 다음과 같습니다.

• 광적 투명성:이상적인 호스트 결정은 흡수 손실을 최소화하고 효율적인 레이저 파장 전파를 보장하기 위해 광범위한 전송 범위를 갖추고 있습니다.
• 열전도:높은 열 전도성은 작동 중에 발생하는 열을 효율적으로 분산하여 열 렌즈 효과를 방지하고 안정적인 성능을 유지합니다.
• 기계 및 화학 안정성:탄탄한 재료는 열 충격과 화학 분해에 저항하면서 가혹한 운영 조건과 고전력 응용 프로그램에 견딜 수 있습니다.
• 레이시 호환성:호스트 크리스탈의 구조는 레이저 작용에 필수적인 균일 분포와 효율적인 에너지 전송 프로세스를 가능하게하는 중요한 왜곡없이 도판트 이온을 수용해야합니다.

아래 표는 일반적인 레이저 결정과 도판트 사이의 호환성을 요약합니다.

이러한 결정적인 구성요소들을 신중하게 선택하고 설계함으로써 연구자들은 산업, 의료,그리고 과학적인 응용.