Tým Science Island dosáhl nového pokroku v oblasti přípravy gradientu Nd:YAG a Nd:GdYAG krystalové přípravy a výzkumu výkonu laseru

Nedávno skupina výzkumníka Zhang Qingli z Anguang Institute of Hefei Institute of Materials, Čínská akademie věd a skupina výzkumníka Jiang Haihe ze Health Institute Čínské akademie věd dále spolupracovali na studiu růstu laserových krystalů s gradientovou koncentrací a výkonu laseru a pěstované laserové krystaly Nd:YAG a Nd:GdYAG s různými koncentracemi gradientu pomocí metody podobné vezikulám a výkon laseru Nd:GdYAG je lepší než u krystalu s přibližnou gradientovou koncentrací Nd:YAG a příslušné výsledky výzkumu byly publikovány v " Gradientní koncentrační růst laserových krystalů". Nd:GdYAG má lepší výkon laseru než Nd:YAG s přibližnou koncentrací gradientu a související výsledky výzkumu byly publikovány v Optics and Laser Technology, mezinárodně uznávaném TOP časopise o optice, pod názvem „Growth and Laser Performance of Nd:YAG Série krystaly s gradientovou koncentrací".
Luminiscenční výkon aktivovaných iontů v laserových krystalech je obecně ovlivněn faktory, jako jsou ligandy a krystalová pole v matricových krystalech. Struktura energetické hladiny iontů gadolinia (Gd {{0}}) je relativně jednoduchá a nedochází k překrývání energetických hladin 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 a 4I 11/2 s neodymovými ionty (Nd 3+), takže nebude generována žádná křížová relaxace energetických hladin a žádná absorpce a lze realizovat a regulovat luminiscenční výkon krystalů. Výzkumný tým dopoval Gd 3+ do Nd:YAG krystalů s gradientovou koncentrací pro optimalizaci luminiscenčního výkonu a použil metodu vezikulárního růstu k růstu Nd:YAG a Nd:GdYAG laserových krystalů s různými gradientovými koncentracemi. Koncentrace Nd:YAG a Nd:GdYAG byly 0.17-0,38 at% a 0.{{20}}.86 při %, a koncentrace Nd:GdYAG byly 0.18-0,32 at% v izotropní části, jak bylo stanoveno pomocí laserové stripovací hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS). Absorpční koeficienty při 80}8 nm vykazují rostoucí trend v různých polohách podél směru růstu krystalů, což dále ukazuje, že koncentrace Nd 3+ v krystalech má gradientní distribuci. Z části tří krystalů se stejným průměrem byla odstraněna laserová tyč o velikosti 3 40 mm, zaoblená a zpracovaná na konci, navržená a zpracovaná chladičem, čerpaná z konce, s koncem s nízkou koncentrací jako dopadajícím koncem a ploché dutiny a byly provedeny testy výkonu laseru. 0.17-00,38 at% Nd:YAG a 0.18-0,32 at% Nd:GdYAG účinnosti laserového naklonění byly 52,8 % a 55.{{49} }% a maximální výstupní výkon byl 0.{44}}.38 at% a 0.18-0.32 at% Nd:GdYAG, v tomto pořadí. Účinnost sklonu laseru 0.95-2.86 při % Nd:YAG je 47,4 % a maximální výstupní výkon je 6,82 W. Když je konec s vysokou koncentrací dopadajícím koncem, výkon laseru klesá výrazně.
Experimentální výsledky ukazují, že krystal s gradientovou koncentrací může účinně zlepšit účinnost laserového výstupu a výkon laseru s gradientovou koncentrací Nd:GdYAG je lepší než u krystalu s přibližnou gradientovou koncentrací Nd:YAG a očekává se, že laserový krystal s gradientovou koncentrací poskytují nový typ krystalického materiálového základu pro vysoce účinnou laserovou technologii.
Tato výzkumná práce byla podporována Národní nadací přírodních věd Číny (NSFC) a Výborem pro podporu inovací mládeže Čínské akademie věd (CAS).

Koncentrační rozdělení izoprůměrů krystalů

Rostoucí křišťálové polotovary

Absorpční spektra v různých polohách ve směru růstu

Variace výstupního výkonu laseru s výkonem čerpadla ve třech druzích krystalových tyčí