Equipe da Science Island faz novos progressos na preparação de cristais de concentração de gradiente Nd:YAG e Nd:GdYAG e pesquisa de desempenho de laser

Recentemente, o grupo do pesquisador Zhang Qingli do Instituto Anguang do Instituto de Materiais de Hefei, da Academia Chinesa de Ciências e do grupo do pesquisador Jiang Haihe do Instituto de Saúde da Academia Chinesa de Ciências cooperaram ainda mais no estudo do crescimento do cristal do laser de concentração de gradiente e do desempenho do laser, e têm cristais de laser Nd:YAG e Nd:GdYAG cultivados com diferentes concentrações de gradiente usando um método semelhante a vesícula, e o desempenho do laser Nd:GdYAG é melhor do que o cristal Nd:YAG de concentração de gradiente aproximado, e resultados de pesquisa relevantes foram publicados em " Crescimento de cristal de laser de concentração gradiente". Nd:GdYAG tem melhor desempenho de laser do que Nd:YAG com concentração de gradiente aproximada, e os resultados de pesquisa relacionados foram publicados em Optics and Laser Technology, um jornal TOP de óptica de renome internacional, sob o título de "Growth and Laser Performance of Nd:YAG Cristais em Série com Concentração Gradiente".
O desempenho da luminescência de íons ativados em cristais de laser é geralmente afetado por fatores como ligantes e campos cristalinos em cristais de matriz. A estrutura do nível de energia dos íons gadolínio (Gd {{0}}) é relativamente simples e não há sobreposição dos níveis de energia de 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 e 4I 11/2 com os dos íons de neodímio (Nd 3+), de modo que nenhum relaxamento cruzado dos níveis de energia e nenhuma absorção serão gerados, e o desempenho de luminescência dos cristais possa ser realizado e regulado. A equipe de pesquisa dopou Gd 3+ em cristais Nd:YAG com concentração de gradiente para otimizar o desempenho da luminescência e usou o método de crescimento vesicular para cultivar cristais de laser Nd:YAG e Nd:GdYAG com diferentes concentrações de gradiente. As concentrações de Nd:YAG e Nd:GdYAG foram 0.17-00,38 em% e 0.{{20}}.86 em %, e as concentrações de Nd:GdYAG foram 0,18-0,32 a% na porção isotrópica, conforme determinado por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Os coeficientes de absorção a 808 nm mostram uma tendência crescente em diferentes posições ao longo da direção de crescimento do cristal, o que indica ainda que a concentração de Nd 3+ nos cristais tem uma distribuição gradiente. Uma barra de laser de 3 40 mm foi removida da parte de diâmetro igual de três cristais, arredondada e processada na face final, projetada e processada com dissipador de calor, bombeada na face final, com a extremidade de baixa concentração como a extremidade incidente e foram realizados a estrutura da cavidade plana e os testes de desempenho do laser. 0.17-0,38 em% Nd:YAG e 0.18-0,32 em% Nd:GdYAG as eficiências de inclinação do laser foram de 52,8% e 55.{{49} }%, e a potência máxima de saída foi 0,17-0,38 em% e 0,18-0,32 em% Nd:GdYAG, respectivamente. A eficiência de inclinação do laser de 0.95-2.86 em% Nd:YAG é 47,4% e a potência máxima de saída é 6,82 W. Quando a extremidade de alta concentração é a extremidade incidente, o desempenho do laser diminui significativamente.
Os resultados experimentais mostram que o cristal de concentração de gradiente pode efetivamente melhorar a eficiência de saída do laser, e o desempenho do laser da concentração de gradiente Nd: GdYAG é melhor do que o do cristal de concentração de gradiente aproximado Nd: YAG, e espera-se que o cristal do laser de concentração de gradiente fornecer um novo tipo de base de material cristalino para tecnologia laser de alta eficiência.
Este trabalho de pesquisa foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (NSFC) e pelo Comitê de Promoção da Inovação Juvenil da Academia Chinesa de Ciências (CAS).

Distribuição de concentração de isodiâmetros de cristais

Crescendo espaços em branco de cristal

Espectros de absorção em diferentes posições na direção de crescimento

Variação da potência de saída do laser com a potência da bomba em três tipos de barras de cristal