Η ομάδα Science Island σημειώνει νέα πρόοδο στη συγκέντρωση βαθμίδωσης Nd:YAG και Nd:GdYAG για την προετοιμασία κρυστάλλων και την έρευνα απόδοσης λέιζερ

Πρόσφατα, η ομάδα του ερευνητή Zhang Qingli του Ινστιτούτου Ανγκουάνγκ του Ινστιτούτου Υλικών Hefei, της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών και η ομάδα του ερευνητή Jiang Haihe του Ινστιτούτου Υγείας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών συνεργάστηκαν περαιτέρω στη μελέτη της ανάπτυξης κρυστάλλων λέιζερ βαθμίδωσης και της απόδοσης λέιζερ και έχουν που έχουν αναπτυχθεί κρύσταλλοι λέιζερ Nd:YAG και Nd:GdYAG με διαφορετικές συγκεντρώσεις βαθμίδωσης με χρήση μεθόδου που μοιάζει με κυστίδιο και η απόδοση λέιζερ Nd:GdYAG είναι καλύτερη από αυτή της κατά προσέγγιση βαθμίδωσης κρυστάλλου Nd:YAG και σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα έχουν δημοσιευθεί στο " Αύξηση κρυστάλλων λέιζερ συγκέντρωσης κλίσης». Το Nd:GdYAG έχει καλύτερη απόδοση λέιζερ από το Nd:YAG με κατά προσέγγιση συγκέντρωση κλίσης και τα σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα έχουν δημοσιευθεί στο Optics and Laser Technology, ένα διεθνούς φήμης περιοδικό οπτικής TOP, υπό τον τίτλο "Ανάπτυξη και απόδοση λέιζερ του Nd:YAG Series Crystals with Gradient Concentration».
Η απόδοση φωταύγειας των ενεργοποιημένων ιόντων σε κρυστάλλους λέιζερ γενικά επηρεάζεται από παράγοντες όπως οι συνδέτες και τα κρυσταλλικά πεδία σε κρυστάλλους μήτρας. Η δομή του ενεργειακού επιπέδου των ιόντων γαδολινίου (Gd {{0}}) είναι σχετικά απλή και δεν υπάρχει επικάλυψη των ενεργειακών επιπέδων των 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 και 4I 11/2 με αυτά των ιόντων νεοδυμίου (Nd 3+), έτσι ώστε να μην δημιουργείται διασταυρούμενη χαλάρωση των επιπέδων ενέργειας και απορρόφηση και να μπορεί να πραγματοποιηθεί και να ρυθμιστεί η απόδοση φωταύγειας των κρυστάλλων. Η ερευνητική ομάδα ντοπάρει Gd 3+ σε κρυστάλλους Nd:YAG με βαθμιδωτή συγκέντρωση για να βελτιστοποιήσει την απόδοση της φωταύγειας και χρησιμοποίησε τη μέθοδο φυσαλιδώδους ανάπτυξης για να αναπτύξει κρυστάλλους λέιζερ Nd:YAG και Nd:GdYAG με διαφορετικές συγκεντρώσεις κλίσης. Οι συγκεντρώσεις Nd:YAG και Nd:GdYAG ήταν 0.17-0.38 στο% και 0.{{20}}.86 στο %, και οι συγκεντρώσεις του Nd:GdYAG ήταν 0.18-0.32 at% στο ισότροπο τμήμα, όπως προσδιορίστηκε με φασματομετρία μάζας επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος με απογύμνωση λέιζερ (ICP-MS). Οι συντελεστές απορρόφησης στα 808 nm δείχνουν μια αυξητική τάση σε διαφορετικές θέσεις κατά μήκος της κατεύθυνσης ανάπτυξης των κρυστάλλων, γεγονός που δείχνει περαιτέρω ότι η συγκέντρωση Nd {3+ στους κρυστάλλους έχει μια βαθμιδωτή κατανομή. Μια ράβδος λέιζερ 3 40 mm αφαιρέθηκε από το τμήμα ίσης διαμέτρου τριών κρυστάλλων, στρογγυλεμένες και επεξεργασμένες στην τελική όψη, σχεδιασμένες και επεξεργασμένες με ψύκτρα, αντλήθηκαν στην τελική επιφάνεια, με το άκρο χαμηλής συγκέντρωσης ως προσπίπτον άκρο και διεξήχθησαν η δομή της επίπεδης κοιλότητας και οι δοκιμές απόδοσης λέιζερ. 0.17-0.38 at% Nd:YAG και 0.18-0.32 at% Nd:GdYAG Οι αποδόσεις κλίσης λέιζερ ήταν 52,8% και 55.{{49} }%, και η μέγιστη ισχύς εξόδου ήταν 0.17-0.38 at% και 0.18-0.32 στο% Nd:GdYAG, αντίστοιχα. Η απόδοση κλίσης λέιζερ 0.95-2.86 στο% Nd:YAG είναι 47,4% και η μέγιστη ισχύς εξόδου είναι 6,82 W. Όταν το άκρο υψηλής συγκέντρωσης είναι το προσπίπτον άκρο, η απόδοση του λέιζερ μειώνεται σημαντικά.
Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι ο κρύσταλλος συγκέντρωσης βαθμίδας μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την απόδοση εξόδου λέιζερ και η απόδοση λέιζερ της συγκέντρωσης βαθμίδας Nd:GdYAG είναι καλύτερη από εκείνη της κατά προσέγγιση συγκέντρωσης βαθμίδωσης κρυστάλλου Nd:YAG και ο κρύσταλλος λέιζερ συγκέντρωσης βαθμίδωσης αναμένεται να παρέχουν έναν νέο τύπο βάσης κρυσταλλικού υλικού για τεχνολογία λέιζερ υψηλής απόδοσης.
Αυτή η ερευνητική εργασία υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας (NSFC) και την Επιτροπή Προώθησης Καινοτομίας Νέων της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (CAS).

Κατανομή συγκέντρωσης ισοδιαμέτρων κρυστάλλων

Αναπτυσσόμενα κενά κρυστάλλου

Φάσματα απορρόφησης σε διαφορετικές θέσεις στην κατεύθυνση ανάπτυξης

Διακύμανση ισχύος εξόδου λέιζερ με ισχύ αντλίας σε τρία είδη κρυσταλλικών ράβδων