Ammatillinen tieto

Ylidoostettu metallin vahvistusväline

2023-02-01
Määritelmä: Vahvistusväliaine on seostettu siirtymämetalli-ioneilla.
Jotkut solid-state laser-vahvistusvälineet on seostettu siirtymämetalli-ioneilla, ja kyseessä ovat kolmiulotteisen kuoren elektronien siirtymät.
Kuvassa 1 on esitetty yleisesti käytetyt siirtymämetalli-ionit ja niiden isäntäväliaineet.


Eräitä ainutlaatuisia laserioneja ovat koboltti-ionit Co2+, nikkeli-ionit Ni2+ ja rauta-ionit Fe2+.

Siirtymämetalli-ionien yhteinen ominaisuus on, että vastaavat absorptio- ja lasersiirtymäkaistanleveydet ovat erittäin laajat, joten voidaan saada erittäin suuri vahvistuskaistanleveys. Tämä johtuu elektronisten siirtymien ja fononien voimakkaasta vuorovaikutuksesta, mikä aiheuttaa isotrooppista laajenemista. Laseraktiiviset siirtymämetalli-ionit käyttävät isäntäväliaineina yleensä kiteitä lasien sijaan, koska kiteet johtavat lämpöä paremmin ja lasimaisten lajien anisotrooppinen laajeneminen on myös epäedullista.

Tärkeimmät siirtymämetalli-ionivahvistusväliaineisiin perustuvat laserit ovat Ti:Sapphire-laserit, mutta on myös monia kromiseostettuja vahvistusvälineitä käyttäviä lasereita, kuten Cr4+:YAG tai Cr3+:LiSAF. Vähemmän yleisiä lasereita ovat Co2+:MgF2, Co2+:ZnF2 ja Ni2+:MgF2.