6. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.2.3. Laser rắn có ion hoạt hóa thuộc nhóm nguyên tố đất hiếm
Đây là loại laser rắn có ion hoạt hóa thuộc nhóm nguyên tố đất hiếm. Nguyên tắc làm việc của nó theo sơ đồ trạng thái bốn mức. Vì vậy, công suất bơm đối với chúng không đòi hỏi lớn và dễ dàng thực hiện hiện ở nhiệt độ phòng theo chế độ liên tục.
Laser loại này được dùng rộng rãi hơn hết là Laser Neodim (Nd): khuôn bằng thủy tinh Ba (59% SiO2, 25% BaO, 15% K2O, và 1% Sb2O3), còn ion hoạt hóa là Nd+3s.
Tiểu luận lý thuyết LASER Giản đồ mức năng lượng của Nd được trình bày trên hình 4.5
Mức 4F3/2 là siêu bền. Thời gian sống của mức này trong thủy tinh Ba là 0,56.10- 3s với nồng độ Nd2O3 là 2%. Mức 4I11/2 nằm cao hơn trạng thái cơ bản khoảng 2000 cm- 1, vì vậy chúng không tích tụ. Điều đó dễ dàng tạo mật độ đảo lộn đối với dịch chuyển 4
F3/2 - 4I11/2 ở nhiệt độ phòng.
Cấu tạo, đặc trưng bức xạ của laser thủy tinh về nguyên tắc không khác laser Ruby, chỉ cần chú ý 2 đặc trưng cơ bản sau:
- Thỏi thủy tinh có thể chế tạo theo kích thước và hình dáng tùy ý, do đó laser thủy tinh có thể cho công suất rất cao.
- Cấu trúc thủy tinh không được sắp xếp trật tự một cách chặt chẽ và đều đặn xung quanh ion hoạt hóa, nên phổ bức xạ của laser thủy tinh rộng hơn laser tinh thể.
- Ở nhiệt độ phòng (300K), với công suất bơm là 1370 Watt thì laser thủy tinh Nd cho công suất phát bức xạ 1,06 μm là 10watt.