Science Island Team gør nye fremskridt i gradientkoncentration Nd:YAG og Nd:GdYAG Krystalforberedelse og laserpræstationsforskning

For nylig har forskeren Zhang Qinglis gruppe fra Anguang Institute of Hefei Institute of Materials, Chinese Academy of Sciences og forskeren Jiang Haihes gruppe af Health Institute of Chinese Academy of Sciences samarbejdet yderligere i studiet af gradientkoncentration laserkrystalvækst og laserydelse, og har dyrkede Nd:YAG- og Nd:GdYAG-laserkrystaller med forskellige gradientkoncentrationer ved hjælp af en vesikellignende metode, og Nd:GdYAG-laserens ydeevne er bedre end den omtrentlige gradientkoncentration Nd:YAG-krystal, og relevante forskningsresultater er blevet offentliggjort i " Gradient koncentration laser krystal vækst". Nd:GdYAG har bedre laserydeevne end Nd:YAG med omtrentlig gradientkoncentration, og de relaterede forskningsresultater er blevet offentliggjort i Optics and Laser Technology, et internationalt anerkendt optik TOP-tidsskrift, under titlen "Growth and Laser Performance of Nd:YAG Serie krystaller med gradientkoncentration".
Luminescensydelsen af ​​aktiverede ioner i laserkrystaller påvirkes generelt af faktorer som ligander og krystalfelter i matrixkrystaller. Energiniveaustrukturen af ​​gadoliniumioner (Gd {{0}}) er relativt enkel, og der er ingen overlapning af energiniveauerne for 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 og 4I 11/2 med neodymioners (Nd 3+), således at der ikke genereres krydsrelaksation af energiniveauerne og ingen absorption, og krystallernes luminescensydelse kan realiseres og reguleres. Forskerholdet dopede Gd 3+ ind i Nd:YAG-krystaller med gradientkoncentration for at optimere luminescensydelsen og brugte den vesikulære vækstmetode til at dyrke Nd:YAG- og Nd:GdYAG-laserkrystaller med forskellige gradientkoncentrationer. Koncentrationerne af Nd:YAG og Nd:GdYAG var 0.17-0.38 at% og 0.{{20}}.86 kl. %, og koncentrationerne af Nd:GdYAG var 0.18-0.32 at% i den isotrope del, som bestemt ved laserstripping induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS). Absorptionskoefficienterne ved 808 nm viser en stigende tendens ved forskellige positioner langs krystalvækstretningen, hvilket yderligere indikerer, at Nd 3+-koncentrationen i krystallerne har en gradientfordeling. En 3 40 mm laserstang blev fjernet fra den samme diameter del af tre krystaller, afrundet og endefladebehandlet, køleplade designet og behandlet, endeflade pumpet, med lavkoncentrationsenden som den indfaldende ende og den flade kavitetsstruktur, og laserens ydeevnetest blev udført. 0.17-0.38 at% Nd:YAG og 0.18-0.32 at% Nd:GdYAG laserskråningseffektivitet var 52,8% og 55.{{49} }%, og den maksimale udgangseffekt 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 den maksimale udgangseffekt er 6,82 W. Når den høje koncentrationsende er den indfaldende ende, falder laserens ydeevne væsentligt.
De eksperimentelle resultater viser, at gradientkoncentrationskrystallen effektivt kan forbedre laseroutputeffektiviteten, og laserydelsen af ​​gradientkoncentration Nd:GdYAG er bedre end den for den omtrentlige gradientkoncentration Nd:YAG krystal, og gradientkoncentrationen laserkrystal forventes at give en ny type krystallinsk materiale grundlag for højeffektiv laserteknologi.
Dette forskningsarbejde blev støttet af National Natural Science Foundation of China (NSFC) og det kinesiske videnskabsakademi (CAS) Youth Innovation Promotion Committee.

Koncentrationsfordeling af isodiametre af krystaller

Voksende krystalemner

Absorptionsspektre ved forskellige positioner i vækstretningen

Variation af laserudgangseffekt med pumpekraft i tre slags krystalstænger