Diktat kuliah.pdf - Fisika Universitas Padjadjaran

BAB 2JENIS-JENIS CAHAYA LASERCahaya laser dapat dibedasakan berdasarkan bahan aktif yang dipakai, yaitu zatpadat, dye/cair, semikonduktor, dan gas. Dalam bab ini akan dibahas sekilas jenis-jenislaser berdasarkan bahan aktif yang digunakan, yang sudah diproduksi secara masal dandikomersialisasikan.2.1. Laser Zat PadatTerminologi laser zat padat secara umum adalah laser yang bahan aktifnyamemiliki impuritas ion-ion pada material host dielektriknya (dalam hal ini berbentukkristal atau gelas). Ion-ion yang terletak di dalam elemen transisi barisan teratas padaTabel Periodik, khususnya tanah jarang (rare earth, RE) atau ion-ion loram transisisering digunakan sebagai impuritas aktif. Sedangkan material yang umum digunakanuntuk kristal induk (host) adalah golongan oksida seperti Al 2 O 3 , atau flourida sepertiYLiF 4 (YLF).Material oksida lebih keras dan memiliki sifat mekanik dan teromekanik yanglebih baik, jika dibandingkan dengan material fluorida. Sedangkan material gelasmemiliki temperatur melting yang lebih rendah daripada kristal, sehingga prosespembuatannya lebih mudah dan lebih murah. Namun, gelas memiliki konduktivitastermal yang lebih rendah, sehingga sifat menakin dan termomekaniknya kurang baik.Secara umum, impuritas bahan aktif adalah bahan RE yang memiliki strukturelektronik 4f N 5s 2 5p 6 5d 0 6s 2 , eperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.1, dimana atom Xedigunakan sebagai perbandingan. Jika suatu RE dimasukkan ke dalam material host,dua elektron dalam 6s dan satu elektron dalam 4f digunakan untuk ikatan ionik,sehingga RE memberikan 3 ion terionisasi untuk material host (contoh menjadi Nd 3+ ).Elektron-elektron yang tersisa dalam orbit 4f (N – 1) akan membentuk jumlahtingkatan-tingkatan energi yang besar, yang akan terpecah menjadi tiga jenis interaksi,yaitu interaksi Coulomb, kopling spin-orbit dan interaksi medan-medan kristal.12