当将物质放在两个互相平行的反射镜,(其中一片**反射另一片50%透射镜)就可构成的光学谐振腔,在这光学谐振腔内,非轴向传播的单色光谱被排出谐振腔外:轴向传播的单色光谱在腔内往返传播。
当单色光谱在激光物质中往返传播时,称为谐振腔内“自激振荡”。当泵浦灯提供足够的高能级的原子在激光物质内,具有高能级的原子在两能级间存在着自发发射跃迁、受激发射跃迁和受激吸收跃迁等三种过程。受激发射跃迁所产生的受激发射光,与入射光具有相同的频率、相位。当光重复在谐振腔内通过“粒子数反转状态”的物质后,相同频率单色光谱的光强被增大生成了激光,激光晶体,激光高1渗透率就能透过谐振腔内50%的透射镜里发射出来,成为连续式激光。
激光晶体的应用现状
激光晶体的发展十分迅速。到目前为止,实用化的激光晶体已从较初的几种基质材料发展到数十种,并在各个方面获得了实际应用。以下详细从四个方面介绍激光晶体的应用现状。
高平均功率密度激光晶体:工业加工用的激光器主要是CO2激光器和Nd:YAG激光器,但是由于采用了高功率的激光器作为泵浦源,激光晶体,多棒串接组合系统,以及发展了板条激光器和筒形激光器等新结构系统,使得Nd:YAG激光器输出达到千瓦级高平均功率密度。2003年日本Toshiba公司研制的Nd:YAG激光器采用六个串联的LD抽运模块,实现了12kW的激光输出,激光晶体棒,电光效率为23%,并把激光头的体积缩小到不足0.05m3。
Yb:YAG晶体与Nd:YAG晶体相比吸收带更宽、透镜效应更小、上能级荧光寿命更长。因此LD抽运的高功率Yb:YAG固体激光器成为新的研究热点。
Nd:YAG激光晶体基本特性
激光晶体及其元器件是光电子产业的重要基础材料,是固体激光器发出激光的核心元器件。
光电子晶体材料(包括激光晶体、线性光学晶体和闪烁晶体)
(1)Nd:YAG晶体(激光晶体)
产品名称:
化学分子式:Y3-3XNd3xAl5O12 (x为Nd的掺杂浓度)
中文化学名:掺钕钇铝石榴石
主要性能指标:
晶向 <111>±5°、<100>±5°
晶体结构 立方晶系
激光发射波长 1064nm
Nd离子浓度 0.1~2.0at%
折射率 1.8169(λ=1064 nm)
熔点 1970℃
密度 4.55 g/cm3
莫氏硬度 8-8.5
热导率(20℃) 0.129Wcm-1K-1
热膨胀系数: 8.2X10-6K-1<100>
7.7X10-6 K-1<110>
7.8X10-6 K-1<111>
dn/dt 8.9X10-6K-1