Bilim Adası Ekibi, Gradyan Konsantrasyonu Nd:YAG ve Nd:GdYAG Kristal Hazırlama ve Lazer Performansı Araştırmasında Yeni İlerleme Kaydediyor

Son zamanlarda, araştırmacı Zhang Qingli'nin Hefei Malzeme Enstitüsü Anguang Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi ve araştırmacı Jiang Haihe'nin Çin Bilimler Akademisi Sağlık Enstitüsü grubu, gradyan konsantrasyonu lazer kristal büyümesi ve lazer performansı çalışmalarında daha fazla işbirliği yaptı ve Vesikül benzeri yöntem kullanılarak farklı gradyan konsantrasyonlarına sahip Nd:YAG ve Nd:GdYAG lazer kristalleri büyütülmüş ve Nd:GdYAG lazer performansının yaklaşık gradyan konsantrasyonu Nd:YAG kristalinden daha iyi olduğu ve ilgili araştırma sonuçlarının yayınlandığı " Gradyan konsantrasyonlu lazer kristal büyümesi". Nd:GdYAG, yaklaşık gradyan konsantrasyonuyla Nd:YAG'dan daha iyi lazer performansına sahiptir ve ilgili araştırma sonuçları, optik konusunda uluslararası tanınmış bir TOP dergisi olan Optics and Laser Technology'de "Nd:YAG'ın Büyümesi ve Lazer Performansı" başlığı altında yayınlanmıştır. Gradyan Konsantrasyonlu Serisi Kristaller".
Lazer kristallerindeki aktif iyonların lüminesans performansı genellikle matris kristallerindeki ligandlar ve kristal alanları gibi faktörlerden etkilenir. Gadolinyum iyonlarının (Gd {{0}}) enerji seviyesi yapısı nispeten basittir ve 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 ve 4I enerji seviyelerinde herhangi bir örtüşme yoktur. 11/2 neodimyum iyonlarınınkilerle (Nd 3+), böylece enerji seviyelerinde çapraz gevşeme ve emilim oluşmaz ve kristallerin lüminesans performansı gerçekleştirilebilir ve düzenlenebilir. Araştırma ekibi, lüminesans performansını optimize etmek için gradyan konsantrasyonuyla Nd:YAG kristallerine Gd 3+ kattı ve farklı gradyan konsantrasyonlarına sahip Nd:YAG ve Nd:GdYAG lazer kristallerini büyütmek için vesiküler büyüme yöntemini kullandı. Nd:YAG ve Nd:GdYAG konsantrasyonları %'de 0.17-0.38 ve %'de 0.{{20}}.86 idi. % ve Nd:GdYAG konsantrasyonları, lazer sıyırma indüktif eşleşmiş plazma kütle spektrometresi (ICP-MS) ile belirlendiği üzere izotropik kısımda %0.18-0.32 idi. 808 nm'deki absorpsiyon katsayıları, kristal büyüme yönü boyunca farklı konumlarda artan bir eğilim gösterir; bu, ayrıca kristallerdeki Nd 3+ konsantrasyonunun bir gradyan dağılımına sahip olduğunu gösterir. Üç kristalin eşit çaplı kısmından bir 3 40 mm lazer çubuğu çıkarıldı, yuvarlatıldı ve uç yüzü işlendi, ısı emici tasarlandı ve işlendi, uç yüzü pompalandı, düşük konsantrasyonlu uç gelen uç olarak ve düz boşluk yapısı ve lazer performans testleri gerçekleştirildi. 0.17-0.38, %Nd:YAG'da ve 0.18-0.32, %Nd:GdYAG'da lazer eğme verimliliği %52,8 ve 55 idi.{{49} %} ve maksimum çıkış gücü sırasıyla %Nd:GdYAG'da 0,17-0,38 ve %Nd:GdYAG'da 0,18-0,32 idi. %Nd:YAG'da 0.95-2.86 lazer eğim verimliliği %47,4'tür ve maksimum çıkış gücü 6,82 W'tur. Yüksek konsantrasyonlu uç olay sonu olduğunda, lazer performansı düşer önemli ölçüde.
Deney sonuçları, gradyan konsantrasyon kristalinin lazer çıkış verimliliğini etkili bir şekilde artırabildiğini ve gradyan konsantrasyon Nd:GdYAG'ın lazer performansının, yaklaşık gradyan konsantrasyon Nd:YAG kristalininkinden daha iyi olduğunu ve gradyan konsantrasyon lazer kristalinin beklendiğini göstermektedir. yüksek verimli lazer teknolojisi için yeni bir tür kristal malzeme temeli sağlar.
Bu araştırma çalışması Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (NSFC) ve Çin Bilimler Akademisi (CAS) Gençlik İnovasyon Teşvik Komitesi tarafından desteklenmiştir.

Kristallerin izodiametrelerinin konsantrasyon dağılımı

Büyüyen kristal boşlukları

Büyüme yönünde farklı konumlardaki absorpsiyon spektrumları

Üç çeşit kristal çubukta lazer çıkış gücünün pompa gücüyle değişimi