Science Islandi meeskond teeb uusi edusamme gradiendi kontsentratsiooni Nd:YAG ja Nd:GdYAG kristallide ettevalmistamise ja laseri jõudluse uurimisel

Hiljuti on Hiina Teaduste Akadeemia Hefei Anguangi Instituudi materjaliinstituudi teadur Zhang Qingli rühm ja Hiina Teaduste Akadeemia Terviseinstituudi teadur Jiang Haihe rühm teinud koostööd gradientkontsentratsiooniga laserkristallide kasvu ja laseri jõudluse uurimisel ning on teinud koostööd. erineva gradiendikontsentratsiooniga Nd:YAG ja Nd:GdYAG laserkristalle kasvatatud vesiikulitaolise meetodi abil ning Nd:GdYAG laseri jõudlus on parem kui ligikaudse gradiendi kontsentratsiooni Nd:YAG kristallil ning asjakohased uurimistulemused on avaldatud ajakirjas " Gradiendi kontsentratsiooni laserkristallide kasv". Nd:GdYAG-il on ligikaudse gradiendi kontsentratsiooniga parem laseri jõudlus kui Nd:YAG-il ning sellega seotud uurimistulemused on avaldatud rahvusvaheliselt tunnustatud optika TOP ajakirjas Optics and Laser Technology pealkirjaga "Nd:YAG kasv ja laserjõudlus". Seeria kristallid gradiendi kontsentratsiooniga".
Aktiveeritud ioonide luminestsentsi jõudlust laserkristallides mõjutavad üldiselt sellised tegurid nagu ligandid ja kristalliväljad maatrikskristallides. Gadoliiniumioonide (Gd {{0}}) energiataseme struktuur on suhteliselt lihtne ning 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 ja 4I energiatasemed ei kattu. 11/2 neodüümioonide (Nd 3+) omadega, nii et ei tekiks energiatasemete ristlõdvestumist ega neeldumist ning kristallide luminestsentsi jõudlust saab realiseerida ja reguleerida. Uurimisrühm legeeris Gd 3+ gradiendi kontsentratsiooniga Nd:YAG kristallidesse, et optimeerida luminestsentsi jõudlust, ja kasutas vesikulaarse kasvu meetodit erineva gradiendikontsentratsiooniga Nd:YAG ja Nd:GdYAG laserkristallide kasvatamiseks. Nd:YAG ja Nd:GdYAG kontsentratsioonid olid 0.17-0,38 at% ja 0.{{20}}.86 kellaajal % ja Nd:GdYAG kontsentratsioonid olid 0.18-0,32 at% isotroopses osas, määratuna laseri eemaldamisega induktiivselt sidestatud plasma massispektromeetriaga (ICP-MS). Neeldumiskoefitsiendid lainepikkusel 808 nm näitavad tõusutrendi erinevates kohtades kristallide kasvu suunas, mis näitab veelgi, et Nd 3+ kontsentratsioonil kristallides on gradientjaotus. Kolme kristalli võrdse läbimõõduga osalt eemaldati 3 40 mm laservarras, mis olid ümardatud ja otspinnaga töödeldud, jahutusradiaator projekteeritud ja töödeldud, otspind pumbatud, madala kontsentratsiooniga ots oli langev ots ja lame õõnsuse struktuur ja laseri jõudluskatsed. 0.17-0,38 at% Nd:YAG ja 0.18-0,32 at% Nd:GdYAG laseri kaldpinna efektiivsus oli 52,8% ja 55.{49} }%, ja maksimaalne väljundvõimsus oli vastavalt 0.17-0.38 at% ja 0.18-0.32 at% Nd:GdYAG. Laseri kaldtõhusus 0.{50}}.86 at% Nd:YAG on 47,4% ja maksimaalne väljundvõimsus on 6,82 W. Kui suure kontsentratsiooniga ots on langev ots, väheneb laseri jõudlus oluliselt.
Eksperimentaalsed tulemused näitavad, et gradiendi kontsentratsioonikristall võib tõhusalt parandada laseri väljundi efektiivsust ja gradiendi kontsentratsiooni Nd: GdYAG laseri jõudlus on parem kui ligikaudse gradiendi kontsentratsiooni Nd: YAG kristalli oma ning gradiendi kontsentratsiooni laserkristallid peaksid olema paremad. pakkuda uut tüüpi kristalse materjali baasi ülitõhusa lasertehnoloogia jaoks.
Seda uurimistööd toetasid Hiina Riiklik Loodusteaduste Fond (NSFC) ja Hiina Teaduste Akadeemia (CAS) noorte innovatsiooni edendamise komitee.

Kristallide isodiameetrite kontsentratsioonijaotus

Kristallitoorikute kasvatamine

Neeldumisspektrid kasvusuuna erinevates kohtades

Laseri väljundvõimsuse muutmine pumba võimsusega kolme tüüpi kristallvarrastes