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激光晶體的幾種常見基礎(chǔ)材料說明

點擊次數(shù):4877 更新時間:2021-02-02
   現(xiàn)代制造業(yè)中激光加工是目前*的加工技術(shù)之一,為各種新產(chǎn)品的開發(fā)提供了新途徑。而在激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中,關(guān)鍵基礎(chǔ)的核心器件莫過于激光器。激光器中采用的激光基質(zhì)材料是激光晶體,它們可將外界提供的能量通過光學(xué)諧振腔轉(zhuǎn)化為在空間和時間上相干的具有高度平行性和單色性激光。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,激光晶體從起初的數(shù)種增加到幾十種,應(yīng)用廣泛的主要有三種:摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG);摻釹礬酸釔(Nd:YVO4)和摻鈦藍寶石(Ti:Al2O3)。我們來說明下:
  1.Nd:YAG
  摻釹釔鋁石榴石激光晶體具有光學(xué)均勻性好、機械性能好、物化穩(wěn)定性高、熱導(dǎo)性好等優(yōu)點,是迄今為止重要,也是成熟、主流的激光晶體材料??梢哉f,摻釹釔鋁石榴石的出現(xiàn)使得固體激光器得到了真正的發(fā)展,并實現(xiàn)商業(yè)化。
  2.Nd:YVO4
  摻釹釩酸釔晶體是一種性能優(yōu)良的激光晶體,適于制造激光二極管泵浦特別是中低功率的激光器。與摻釹釔鋁石榴石相比,摻釹釩酸釔對泵浦光有較高的吸收系數(shù)和更大的受激發(fā)射截面。激光二極管泵浦的摻釹釩酸釔晶體與LBO,BBO,KTP等高非線性系數(shù)的晶體配合使用,能夠達到較好的倍頻轉(zhuǎn)換效率,可以制成輸出近紅外、綠色、藍色到紫外線等類型的全固態(tài)激光器。
  3.Ti:Al2O3
  上世紀七八十年代,超快激光主要是采用被動鎖模的染料激光器,可以產(chǎn)生亞ps級的短脈沖激光。80年代末期,研究人員發(fā)現(xiàn)了可調(diào)諧范圍為660-1100nm的鈦寶石(Ti:Al2O3),其帶寬非常有利于實現(xiàn)fs激光脈沖,而且具有受激發(fā)射截面大、激光損傷閾值高等優(yōu)點。
  21世紀初,研究人員采用Kerr透鏡被動鎖模,獲得了平均功率為100mW,脈寬為5,V6fs的激光脈沖,并且*實現(xiàn)了fs脈沖運轉(zhuǎn)下的波長寬帶(400nm)調(diào)諧。從此之后鈦寶石激光器基本上取代了染料激光器在超短脈沖激光領(lǐng)域中的位置,成為了主要的超短脈沖激光振蕩源。
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