Pasukan Pulau Sains Membuat Kemajuan Baru dalam Kepekatan Kecerunan Nd:YAG Dan Nd:GdYAG Penyediaan Kristal Dan Penyelidikan Prestasi Laser

Baru-baru ini, kumpulan penyelidik Zhang Qingli dari Institut Bahan Hefei Institut Anguang, Akademi Sains China dan kumpulan penyelidik Jiang Haihe Institut Kesihatan Akademi Sains China telah bekerjasama lagi dalam kajian pertumbuhan kristal laser kepekatan kecerunan dan prestasi laser, dan telah kristal laser Nd:YAG dan Nd:GdYAG yang ditanam dengan kepekatan kecerunan yang berbeza dengan menggunakan kaedah seperti vesikel, dan prestasi laser Nd:GdYAG adalah lebih baik daripada kepekatan kecerunan anggaran Nd:YAG kristal, dan hasil penyelidikan yang berkaitan telah diterbitkan dalam " Pertumbuhan kristal laser kepekatan kecerunan". Nd:GdYAG mempunyai prestasi laser yang lebih baik daripada Nd:YAG dengan kepekatan kecerunan anggaran, dan hasil penyelidikan berkaitan telah diterbitkan dalam Teknologi Optik dan Laser, jurnal TOP optik terkenal di peringkat antarabangsa, di bawah tajuk "Pertumbuhan dan Prestasi Laser Nd:YAG Kristal Siri dengan Kepekatan Gradien".
Prestasi pendaran ion diaktifkan dalam kristal laser secara amnya dipengaruhi oleh faktor seperti ligan dan medan kristal dalam kristal matriks. Struktur aras tenaga ion gadolinium (Gd {{0}}) adalah agak mudah, dan tiada pertindihan aras tenaga 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 dan 4I 11/2 dengan ion neodymium (Nd 3+), supaya tiada kelonggaran silang tahap tenaga dan tiada penyerapan akan dijana, dan prestasi pendaran kristal boleh direalisasikan dan dikawal. Pasukan penyelidik mendopkan Gd 3+ ke dalam kristal Nd:YAG dengan kepekatan kecerunan untuk mengoptimumkan prestasi luminescence dan menggunakan kaedah pertumbuhan vesikular untuk mengembangkan kristal laser Nd:YAG dan Nd:GdYAG dengan kepekatan kecerunan yang berbeza. Kepekatan Nd:YAG dan Nd:GdYAG ialah 0.17-0.38 pada% dan 0.{{20}}.86 pada %, dan kepekatan Nd:GdYAG ialah 0.18-0.32 pada% dalam bahagian isotropik, seperti yang ditentukan oleh pelucutan laser spektrometri jisim plasma berganding induktif (ICP-MS). Pekali serapan pada 808 nm menunjukkan arah aliran yang meningkat pada kedudukan berbeza di sepanjang arah pertumbuhan kristal, yang seterusnya menunjukkan bahawa kepekatan Nd 3+ dalam kristal mempunyai taburan kecerunan. Bar laser 3 40 mm dikeluarkan daripada bahagian diameter yang sama bagi tiga kristal, bulat dan muka hujung diproses, sink haba direka dan diproses, muka hujung dipam, dengan hujung kepekatan rendah sebagai hujung kejadian dan struktur rongga rata, dan ujian prestasi laser telah dijalankan. 0.17-0.38 pada% Nd:YAG dan 0.18-0.32 pada% Nd:GdYAG laser kecekapan condong ialah 52.8% dan 55.{{49} }% dan kuasa output maksimum ialah 0.17-0.38 pada% dan 0.18-0.32 pada% Nd:GdYAG, masing-masing. Kecekapan senget laser sebanyak 0.95-2.86 pada% Nd:YAG ialah 47.4% dan kuasa keluaran maksimum ialah 6.82 W. Apabila hujung kepekatan tinggi ialah hujung insiden, prestasi laser berkurangan dengan ketara.
Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa kristal kepekatan kecerunan dapat meningkatkan kecekapan pengeluaran laser dengan berkesan, dan prestasi laser kepekatan kecerunan Nd:GdYAG adalah lebih baik daripada kepekatan kecerunan anggaran Nd:YAG, dan kristal laser kepekatan kecerunan dijangka akan menyediakan jenis asas bahan kristal baharu untuk teknologi laser berkecekapan tinggi.
Kerja penyelidikan ini disokong oleh Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China (NSFC) dan Jawatankuasa Promosi Inovasi Belia Akademi Sains China (CAS).

Taburan kepekatan isodiameter hablur

Kekosongan kristal yang semakin meningkat

Spektrum penyerapan pada kedudukan yang berbeza dalam arah pertumbuhan

Variasi kuasa keluaran laser dengan kuasa pam dalam tiga jenis bar kristal