Do phổ hấp thụ của môi trường Nd:YVO4 gồm có 03 đỉnh hấp thụ chính là 600 nm, 730 nm và 800 nm, nên thích hợp với các nguồn bơm có phổ phát xạ trùng hợp với phổ hấp thụ của Nd3+, công suất laser phải đủ lớn cho hoạt động của laser Nd3+ ổn định (nhiều lần trên ngưỡng), ổn định cao về cường độ và phổ trong quá trình làm việc (điều này liên quan dến sự ổn định nhiệt độ và dòng bơm).
Với nguồn bơm là đèn flash thì hiệu suất chuyển đổi năng lượng khá thấp chỉ khoảng 1% - 2% vì đèn flash có phổ phát xạ phân bố rộng, trong khi đó, tinh thể pha ion Nd3+ chỉ có thể hấp thụ trong một dải phổ hấp thụ hẹp (2 3 nm). Năng lượng của đèn bơm bị mất mát chủ yếu dưới dạng nhiệt. Do đó các laser này đòi hỏi phải có các hệ thống làm mát phức tạp dẫn đến cấu hình laser cồng kềnh.
Ngày nay, nhờ sự phát triển trong công nghệ chế tạo vật liệu bán dẫn đã cho phép chế tạo được các laser bán dẫn công suất cao (hành trăm oát) với bước sóng phát xạ laser từ vùng hồng ngoại gần đến vùng tử ngoại. Vì vậy, các các laser bán dẫn thích hợp để bơm quang học cho các laser rắn, nhờ đó hiệu suất bơm cho các laser rắn được nâng lên khá cao so với các phương pháp bơm quang học truyền thống, đồng thời cấu hình laser cũng được thu gọn đáng kể.
Sử dụng laser bán dẫn là nguồn bơm có những ưu điểm sau:
Độ bền: Các đèn flash thường có thời gian sống ngắn, trong khi đó thời gian sử dụng của các laser bán dẫn có thể lên đến 20.000 giờ.
Hiệu suất: Các laser bán dẫn cho hiệu suất bơm vượt trội so với đèn flash do bước sóng bơm của nó khá gần với đỉnh hấp thụ của tinh thể laser rắn còn đèn flash thì 95% năng lượng bơm bị mất mát do phát bức xạ trong khoảng rộng [3].
Một số môi trường laser rắn và nguồn bơm bằng laser bán dẫn được chỉ ra trong Bảng 1.5.
Bảng 1.5. Các môi trường laser rắn và nguồn bơm laser diode [3].
Môi trường laser Bước sóng bơm (nm) Vật liệu laser diode
Nd:YAG 808 GaAlAs Nd:YLF 798,792 GaAlAs Nd:YVO4 809 GaAlAs Tm:YAG 805,785 GaAlAs Yb:YAG 941 GaAlAs Er:glass 980 InGaAs Cr:LiSAF 660/670 AlGaInP