6. Phương pháp nghiên cứu
3.5.2.4.Nguyên lý hoạt động của Laser Yb:YAG
Hình 51 mô tả đơn giản sơ đồ các mức năng lượng của laser Yb: YAG.
Ion Yb3+ không những tương tác với các ion khác mà còn chịu tác động của trường tinh thể. Để đơn giản ta xem ba mức năng lượng của ion Yb3+ gồm có:
- Mức 1 là mức cơ bản
- Mức 2 hay còn gọi là mức laser dưới, thời gian sống ở đây rất bé. Mức
này có nhiều mức con nhưng ta lấy mức 2F7/2 là mức chính vì ion nhảy từ năng lượng kích thích chủ yếu về mức này.
- Mức 3 là mức siêu bền hay là mức laser
trên. Mức này có nhiều mức con nhưng ta lấy
mức 2F5/2 là mức chính vì ion khi hấp thụ thì ưu
tiên nhảy lên mức này. Thời gian sống của ion
Yb3+ ở đây cỡ 1,16ms, chứng tỏ mức này có khả năng tích trữ tốt.
Cơ chế hoạt động của laser Yb: YAG có
thể mô tả như sau : ion ở mức cơ bản hấp thụ hai bước sóng bơm 968 nm và 941 nm và dịch
chuyển lên mức 3, do thời gian sống ở mức 3 cao hơn mức 2 nên xảy ra sự nghịch đảo mật độ
giữa hai mức này. Sau đó ion nhảy về mức 2 với số lượng lớn (tức khuếch đại)
và phát ra laser. Tuy phát ra nhiều bước sóng (do ở mức 2 và 3 có các mức con) nhưng có một bước sóng phát ra với cường độ lớn nhất đó là bước sóng
1.03m tại nhiệt độ phòng. Độ rộng phổ phát xạ khoảng 86 cm-1, rất rộng. Bước sóng phát ra thay đổi do nhiệt độ. Độ rộng phổ phát xạ lớn nên có thể sử
Hình 51: Sơ đồ các mức năng lượng của laser Laser Yb: YAG: YAG
GVHD: Hoàng Hữu Hòa SVTH: Lê Thị Bích Liên
dụng laser Yb: YAG để tạo ra laser xung cực ngắn (có thể dưới cả pico giây)
bằng phương pháp điều biến độ phẩm chất và phương pháp khóa mode. Công suất phát của laser khoảng 50W.