YAG晶体(掺钕钇铝石榴石

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YAG的应用
Q-开关 Q开关持续泵蒲时的激光光开关：在这种方式下，能量在激光介质 中累积接着释放瞬时高功率脉冲。在连续泵蒲固体激光器中，最 常用的激光关断的方式是声光偏转。利用声光开关最吸引人的地 方就是在高频率时能用微处理器准确控制开关频率。 Nd:YAG的Q开关常用于成几千至上万赫兹重频，并且获得的 峰值能量比一般激光器的平均能量大千倍。这种激光传输的平均 或脉冲能量通常在几十到几百瓦。这些高峰值能量虽然只持续很 短 [在几纳秒到一微妙之间]，但这对很多材料的加工非常有用。 锁模激光：一个激光器内同时有多个纵向模在振荡。不像一个 典型的连续脉冲激光器，锁模激光器以稳定的重频发射系列的短 脉冲。在频率范围内，激光重复频率决定了锁模激光器产生的光 谱线，且有一定范围，谱线宽度与脉冲长度（瞬间）成反比。梳 频激光器就是利用锁模激光器足够短的脉冲长度使输出频率大跨 越（在频率范围内）。
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XRD表征 从晶体的顶部取出样品用于x射线粉末衍 射，将样品在玛瑙研钵中研成粉末，采用 电感耦合等离子体原子发射光谱仪分析粉 末中的Yb¨ 和Ho¨ 的浓度。运用 JUINERH”AJJ相机测量了晶体的结构， 由计算机收集和分析数据。
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化学式
晶体结构 晶格常数 掺杂度 熔点 密度 莫氏硬度 折射率 热膨胀系数 热导率
Nd:Y3A15O12
立方晶系 12.01Ä -1.2 x 1020 cm-3 1970 °C 4.56 g/cm3 8.5 1.82 7.8 x 10-6 /K [111], 0 250 °C 14 W/m /K @20 °C, 10.5 W /m /K @100°C
YAG晶体（掺钕钇铝石榴石）
杨震 彭明过 徐东红 严俊男 梁巍
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YAG的结构
YAG的性能 YAG的制备
YAG的应用
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YAG简介 Nd:YAG单晶是最重要的激光晶体，广 泛应用于工业、医疗和科学领域。主要优 点是：低出光阈值、高增益，高效率，低 1064 nm损耗；同时还有高光学质量、 热传导性好、抗热冲击和机械强度高特性， 使得Nd:YAG成为了连续，脉冲和锁模 激光的最合适和商品化的激光晶体。 Nd:YAG晶体也广泛用于各种固体激光 器系统：倍频连续波、高能量Q开关，倒 空腔等等。
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固体激光器 固体激光器利用一透明物质（晶体或玻璃）作 为激活介质，掺杂来提供产生激光所需的能级。 固体激光器用于高低能皆可。 倍频 缺乏反转对称性的晶体能呈现一种所谓χ(2) 非线性，也就导致了倍频现象，此时，一个输 入光波（泵浦）在介质中产生了一个两倍频率 （即半波长）光波，这个过程也叫做二次谐波 产生。在大多数情况下，泵浦波以激光光束的 形式传播，而产生倍频波（二次谐波）并同方 向上传播
光谱表征
用于吸收光谱测试的样品垂直于生长方向(111) 切割，样品经过粗磨、细磨和抛光，厚度为 0．92 mm。在室温下进行吸收光谱的测试， 所用仪器为UV／VIS／NIR光谱仪(型号V一 570 JASCO)，测量范围是250～2000 nm， 分辨率为1 am。发射光谱同样在室温下获得， 使用InGaAs激光二极管，激光波长为970 nm， 用Nikon G250单色仪和PbS检测器接收信号。 采用Yocogawa DL1620型数字示波器来检测 衰减时间。样品的荧光光谱是通过装有 Hamamatsu R928光电倍增管的分光荧光计 获得(荧光计型号：Fluorolog．3，Jobin Yvon，Edision，USA)，激励源为发光波长是 940／lm的连续激光二极管。
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激光波长 受激发射截面 弛豫时间 激发态寿命 自发荧光 损耗系数 有效发射截面 泵普波长 泵蒲波长的吸收带宽 线宽 偏振态 热双折射率
1064 nm 2.8x10-19 cm-2 30 ns 550 ms 230 ms 0.003 cm-1 @ 1064 nm 2.8 x 10-19 cm2 807.5 nm 1 nm 0.6 nm 非偏振 高
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YAG晶体的生长 晶体生长 晶体生长所用的原料为纯度5 N的Yb：O ， Ho2O ，A12O 和Y O 。在Yb，Ho：YAG晶 体中，Yb¨和Ho“取代晶格中位于十二面体中 心具有八配位的Y¨格位。其化学式为(Y 一Yb Ho ) A1 0。 ，其中 和Y为掺杂浓度，在本实 验中 ：15 at％ ，Y：1 at％。晶体生长采用 中频感应提拉法，先将各高纯氧化物粉末在空 气中适当地预干燥，然后按化学计量比严格称 量，称量精度为10 mg，并研磨均匀，加压成 直径略小于坩埚内径的块体，在空气中1350℃ 恒温预烧数小时后装入铱坩埚中生长晶体。晶 体生长方向为(111)，晶转速率10～ 20 r／ min，生长速率1 mm／h，生长气氛为高纯氮 气。
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2001 2002 2003
2004
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Phase 1
Phase 2
Phase 3
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