Definition: Das Verstärkungsmedium ist mit Übergangsmetallionen dotiert. Einige Festkörperlaser-Verstärkungsmedien sind mit Übergangsmetallionen dotiert, und die beteiligten Übergänge sind die von Elektronen in der dreidimensionalen Hülle. Abbildung 1 zeigt die häufig verwendeten Übergangsmetallionen und ihre Wirtsmedien.
Einige einzigartige Laserionen sind Kobaltionen Co2+, Nickelionen Ni2+ und Eisenionen Fe2+.
Eine gemeinsame Eigenschaft von Übergangsmetallionen besteht darin, dass die entsprechenden Absorptions- und Laserübergangsbandbreiten sehr breit sind, sodass eine sehr große Verstärkungsbandbreite erzielt werden kann. Dies ist auf die starke Wechselwirkung zwischen elektronischen Übergängen und Phononen zurückzuführen, die zu einer isotropen Verbreiterung führt. Laseraktive Übergangsmetallionen verwenden als Wirtsmedium üblicherweise Kristalle anstelle von Gläsern, da Kristalle wärmeleitfähiger sind und die anisotrope Verbreiterung glasartiger Spezies ebenfalls ungünstig ist.
Die wichtigsten Laser, die auf Übergangsmetallionen-Verstärkungsmedien basieren, sind Ti:Saphir-Laser, aber es gibt auch viele Laser, die mit Chrom dotierte Verstärkungsmedien verwenden, wie z. B. Cr4+:YAG oder Cr3+:LiSAF. Weniger verbreitete Laser sind Co2+:MgF2, Co2+:ZnF2 und Ni2+:MgF2.
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