De drie belangrijkste functionele componenten van een laser

De drie belangrijkste functionele componenten van eenlaserzijn de pompbron, het versterkingsmedium en de resonerende holte.

De pompbron biedt de lichtbron voor de laser. Het versterkingsmedium (ook bekend als het werkmedium) absorbeert de energie die door de pompbron wordt geleverd en versterkt het licht. De resonerende holte vormt het circuit tussen de pompbron en het versterkingsmedium, en de resonerende holte oscilleert in een geselecteerde modus om laserlicht te produceren.

De pompbron, als energiebron, genereert fotonen om het versterkingsmedium op te wekken. De fotonen die door de pompbron worden uitgestoten, pompt de deeltjes in het versterkingsmedium van de grondtoestand naar een hoger energieniveau, waardoor populatie -inversie wordt bereikt. Excitatiemechanismen omvatten optische excitatie (optisch pompen), excitatie van gasafvoer, chemische excitatie en nucleaire excitatie. Momenteel worden high-power halfgeleiderlasers (LDS) vaak gebruikt als pompbronnen, voornamelijk voor het omzetten van elektrische energie in lichte energie.

Het versterkingsmedium bereikt populatie -inversie en versterkt licht en bepaalt ook de golflengte van de uitgangslaser. Winstmedia kunnen vloeistoffen, gassen of vaste stoffen zijn. Vloeistoffen omvatten organische oplossingen, gassen omvatten koolstofdioxide en vaste stoffen zijn Ruby. De fundamentele vereiste voor een versterkingsmedium is dat het fotonen genereert bij stimulatie in plaats van licht om te zetten in warmte. De deeltjes erin moeten relatief geïsoleerd zijn, waardoor overgangen tussen energieniveaus kunnen plaatsvinden.

Een resonerende holte dient voornamelijk het doel van het "opslaan" en "zuiveren" laserlicht. Een resonerende holte bestaat meestal uit twee spiegels, maar koppelingen kunnen ook worden gebruikt om verschillende ringresonatoren te vormen. Fotonen stuiteren heen en weer tussen de spiegels, die continu gestimuleerde straling in het versterkingsmedium induceren en laserlicht met hoge intensiteit genereren. Bovendien zorgt de resonerende holte ervoor dat de fotonen in de holte consistente frequentie/golflengte, fase en richting hebben, wat resulteert in een uitstekende directiviteit en coherentie van het laserlicht.