Science Island Team gjør nye fremskritt i gradientkonsentrasjon Nd:YAG og Nd:GdYAG Krystallforberedelse og laserytelsesforskning

Nylig har forsker Zhang Qinglis gruppe ved Anguang Institute of Hefei Institute of Materials, Chinese Academy of Sciences og forsker Jiang Haihes gruppe av Health Institute of Chinese Academy of Sciences samarbeidet videre i studiet av gradientkonsentrasjon laserkrystallvekst og laserytelse, og har dyrket Nd:YAG- og Nd:GdYAG-laserkrystaller med forskjellige gradientkonsentrasjoner ved å bruke vesikkellignende metode, og Nd:GdYAG-laserytelsen er bedre enn den tilnærmede gradientkonsentrasjonen Nd:YAG-krystall, og relevante forskningsresultater er publisert i " Gradientkonsentrasjon laserkrystallvekst". Nd:GdYAG har bedre laserytelse enn Nd:YAG med omtrentlig gradientkonsentrasjon, og de relaterte forskningsresultatene er publisert i Optics and Laser Technology, et internasjonalt anerkjent optikk TOP-tidsskrift, under tittelen "Growth and Laser Performance of Nd:YAG Seriekrystaller med gradientkonsentrasjon".
Luminescensytelsen til aktiverte ioner i laserkrystaller påvirkes generelt av faktorer som ligander og krystallfelt i matrisekrystaller. Energinivåstrukturen til gadoliniumioner (Gd {{0}}) er relativt enkel, og det er ingen overlapping av energinivåene til 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 og 4I 11/2 med de av neodymioner (Nd 3+), slik at ingen kryssrelaksasjon av energinivåene og ingen absorpsjon vil genereres, og luminescensytelsen til krystallene kan realiseres og reguleres. Forskerteamet dopet Gd 3+ inn i Nd:YAG-krystaller med gradientkonsentrasjon for å optimalisere luminescensytelsen, og brukte den vesikulære vekstmetoden for å dyrke Nd:YAG- og Nd:GdYAG-laserkrystaller med forskjellige gradientkonsentrasjoner. Konsentrasjonene av Nd:YAG og Nd:GdYAG var 0.17-0.38 at% og 0.{{20}}.86 kl. %, og konsentrasjonene av Nd:GdYAG var 0.18-0.32 at% i den isotrope delen, bestemt ved laserstripping induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS). Absorpsjonskoeffisientene ved 808 nm viser en økende trend ved forskjellige posisjoner langs krystallvekstretningen, noe som ytterligere indikerer at Nd 3+-konsentrasjonen i krystallene har en gradientfordeling. En 3 40 mm laserstang ble fjernet fra delen av tre krystaller med lik diameter, avrundet og behandlet med endeflate, kjøleribbe designet og behandlet, endeflate pumpet, med enden med lav konsentrasjon som innfallende ende og den flate kavitetsstrukturen, og laserytelsestestene ble utført. 0.17-0.38 at% Nd:YAG og 0.18-0.32 at% Nd:GdYAG laserskråningseffektivitet var 52.8% og 55.{{49} }%, og maksimal utgangseffekt var henholdsvis 0.17-0.38 at% og 0.18-0.32 at% Nd:GdYAG. Laserskråeffektiviteten på 0,95-2.86 ved % Nd:YAG er 47,4 %, og maksimal utgangseffekt er 6,82 W. Når den høye konsentrasjonsenden er den innfallende enden, reduseres laserytelsen betydelig.
De eksperimentelle resultatene viser at gradientkonsentrasjonskrystallen effektivt kan forbedre laserutgangseffektiviteten, og laserytelsen til gradientkonsentrasjonen Nd:GdYAG er bedre enn den til den omtrentlige gradientkonsentrasjonen Nd:YAG-krystallen, og gradientkonsentrasjonen laserkrystallen forventes å gi en ny type krystallinsk materiale grunnlag for høyeffektiv laserteknologi.
Dette forskningsarbeidet ble støttet av National Natural Science Foundation of China (NSFC) og Chinese Academy of Sciences (CAS) Youth Innovation Promotion Committee.

Konsentrasjonsfordeling av isodiameter av krystaller

Voksende krystallemner

Absorpsjonsspektra ved forskjellige posisjoner i vekstretningen

Variasjon av laserutgangseffekt med pumpekraft i tre typer krystallstenger