Лазерные материалы

Ла́зерные материа́лы — вещества, которые используются в лазерах как активные среды. Лазерные материалы во многом определяют характеристики лазера: в первую очередь, длину волны его излучения и мощность, а также длительность импульса (для импульсных лазеров).

Виды лазерных материалов

Лазерные материалы отличаются большим разнообразием:

твёрдые: кристаллы, стёкла (аморфные), полупроводниковые материалы;
жидкие: растворы органических красителей;
газообразные: газы и их смеси, пары металлов;
плазменные — возбужденная плазма в парах металлов, например, в цезии.

История

В первом лазере, созданном в 1960 году, активной средой был кристалл рубина — твёрдого раствора Cr₂O₃ в Al₂O₃.

В первых лазерах использовали также смесь неона и гелия (1960), силикатное стекло с примесью ионов неодима (1961), арсенид галлия (1962). Уже к 1973 году было известно около 200 различных лазерных материалов.

Критерии

Чтобы материал можно было использовать для генерации и управления излучением лазера, он должен обладать следующими свойствами:

набор энергетических уровней (или зон), позволяющих воспринимать подводимую извне энергию для переброса электронов и с максимальным выходом преобразовывать её в электромагнитное излучение;
высокая оптическая однородность;
высокая теплопроводность;
низкий коэффициент термического расширения;
постоянство состава и свойств в условиях работы;
для твёрдых материалов — высокая прочность, пригодность к механической обработке.

См. также

Литература

Большая советская энциклопедия. Статья «Лазерные материалы».
Справочник по лазерам = Handbook on lasers with selected data on optical technology / под. ред. академика А. М. Прохорова. — М.: Советское радио, 1978. — Т. I, II.