Nd:YAG晶体是目前综合性能最为优异的激光晶体材料。其激光波长1064nm,应用于工业、农业、国防、科学技术、医疗卫生、消费等诸多领域。
相对于灯泵的激光器而言,泵浦灯的发射光谱实际上是一个宽带连续浦,只有少数的光谱峰和Nd离子吸收峰相匹配,所以一般的灯泵浦只利用了很少部分的光谱能量,效率较低。在Nd:YAG晶体的基础上添加了Ce离子形成Ce:Nd:YAG晶体,利用Ce离子能对紫外光谱区的吸收,并且将能量以无辐射跃迁的方式传递给Nd离子,从而增加了光谱的利用率,因此提高激光输出效率,降低激光阈值,从而提升重复频率特性。
Nd:YAG晶体
掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光晶体具有光学均匀性好、机械性能好、物化稳定性高、热导性好等优点,成为军用固体激光技术以及中、高功率激光器应用方向的主要支撑材料,
被誉为“三大基础激光晶体材料”之一。广泛应用于工业、医疗、消费、军事和科研领域
主要优点:
◇ 光学性能,机械性能号
◇ 化学性能稳定
◇ 可产生946nm,1064nm,1319nm多种波长
◇ 高功率输出可达KW级
◇ 热传导性和抗热冲击性好
◇ 适用于多种工作方式(连续,脉冲,Q-开关,锁模)
主要参数: | |
化学式: | Nd x Y3 Al5 O12 ( x = 0.006 - 0.012) |
晶体结构: | 立方 |
点阵参数: | 1.201nm |
熔点: | 1970 oC |
密度: | 4.56g/cm3 |
反射率: | 1.82 @ 1064nm |
热膨胀系数: | 7.8x10-6 /K <111> ( 0 - 250ºC ) |
导热性: | 14W/m/K, 20º C, 10.5W/m/K, 100ºC |
莫氏硬度: | 8.5 |
受激发射横截面 (1 at% Nd): | 2.8x10-19 cm-2 |
荧光寿命 (1 at% Nd): | 230 ms |
行宽: | 0.45 nm @ 1064 nm |
光子能量: | 1.86x10-19 J @ 1064nm |
泵浦波长: | 807.5nm |
双折射率: | 高 |
吸收带宽: | 1nm |
损失系数: | 0.003 cm-1 @ 1064nm |
发射损失: | ~ 0.002 cm-1 @ 1064nm |
辐射寿命: | 550 ms |
Nd:Ce:YAG晶体:
Nd:Ce:YAG晶体是重复频率风冷(或自然冷却)激光器理想的激光工作物质。Nd:Ce:YAG激光棒具有高效率、低阈值、抗紫外辐射、高重复频率特点,
适合各种模式工作(脉冲、调Q、锁模、倍频)。
优势:低阈值、高斜效率、热稳定性高、光学性能优良,较好的抗紫外辐射性能。
基本参数 | |
项目 | 参数 |
Nd掺杂浓度 | Nd:0.9~1.3atm %,Ce:Nd=1:10 |
定向 | <111>±5° |
平面度 | <λ/10 |
平行度 | ≤10″ |
垂直度 | ≤5′ |
表面光洁度 | 10/5 (MIL-O-13830A) |
光学质量 | 干涉条纹:≤0.125λ/英寸 消光比:≥30db |
尺寸 | 直径:3-8mm 长度40-180mm 按照客户要求 |
尺寸公差 | 直径:+0.000/-0.05mm 长度:±0.5mm |
倒角 | ≤0.15mm@45° |
增透膜 | R≤0.2%@1064nm |
损伤阈值 | ≥700MW/CM² |
Nd:Ce:YAG光学和光谱特性 | |
激光跃迁 | 4F3/2--> 4I11/2 |
光学能量 | 1.86*10-19J@1.064μm |
发射线宽 | 4.5A@ 1.064μm |
发射截面 | 2.7~8.8*10-19cm-2@Nd1at% |
荧光寿命 | 230μs@ Nd 1at% |
折射率 | 1.8197@1064nm |
Nd:Ce:YAG的物理和化学特性 | |
晶体结构 | Cubic |
晶格常数 | 12.01A |
熔点 | 1970°C |
莫氏硬度 | 8.5 |
密度 | 4.56+-0.04g/cm3 |
比热 | 0.59J/g.cm3 |
弹性模量 | 310GPa |
杨氏模量 | 3.17*104Kg/mm2 |
泊松比 | 0.3(est.) |
抗张强度 | 0.13~0.26GPa |
热胀系数 | {100}Direction:8.2*10-6K(0~50°C) |
{100} Direction: 7.7*10-6/K(0~250°C) | |
{100} Direction:7.8*10-6/K(0~250°C) | |
抗热冲击力 | 790W/m |
热光系数(dn/dT) | 7.3*10-6/K |