激光元器件的选择.ppt

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1、激光器元器件选材固体激光实验室樊本杰晶体选材的基本要求激光器基本元器件调Q及非线性光学技术其他元器件Maincontent晶体选材基本要求针对设计本身要求的光学指标，结合晶体材料的光学特性，选择合适的光学材料主要指标有效作用波长范围有效作用类型晶体有效作用强度合适的晶体尺寸及配合结构要求的形状晶体器件的选材晶体加工基本要求指标选择好合适的晶体材料相应的光学器件时，需结合晶体的实际使用条件选择适应的加工指标。加工指标（参考美军标准要求）尺寸公差：±0.1mm通光孔径：>90%平面度：<λ/10@632.8nm平

2、行度：<10''侧垂：<5''波前畸变：<λ/8@632.8nm泵浦源输出镜全反镜激光器基本元器件激光器由工作物质、谐振腔和泵浦源三大部分组成。工作物质是激光器的核心，作用是为激光的产生提供反转粒子数；谐振腔是激光器的重要部件，它不仅是形成激光振荡的必要条件，而且还对输出激光的模式、功率、光束发散角等均有着很大影响。泵浦源是为实现粒子数反转提供外界能量的系统。工作物质工作物质LaserCrystal较高的光学质量和荧光量子效率能掺入较高浓度的激活离子，荧光寿命长掺入激活离子具有有效的激励光谱和较大的受激发射截

3、面针对某一泵浦源有较强的光谱吸收良好的物理、化学和机械特性，热导率高，热膨胀系数小机械强度高可承受高功率密度，化学稳定性好制备简单，加工容易，成本低，足够尺寸红宝石(Cr3+:Al2O3)六方晶系，负单轴晶体粉红色提拉法生长可以获得大尺寸晶体Nd3+:YAG以钇铝石榴石晶体为基质掺杂适量三价稀土元素钕离子(Nd3+)，其中是以Nd3+置换YAG中的部分钇离子，晶体呈淡紫色，是综合性能最优异的固体激光材料。化学式Y3Al5O12弛豫时间30ns掺杂浓度0.5~1.2(±0.1)atm%莫氏硬度8.5线宽4.5Å

4、受激发射截面2.8×10-19cm2熔点1970℃折射率1.82密度4.5g/cm3行宽0.6nm掺钕钇铝石榴石(Nd3+:YAG)946nm1064nm1319nmHighgain高增益系数Lowthreshold阈值低Lowlossat1.06μm&Highefficiency1064nm光波吸收少，功率高Mechanicalstrength&Highopticalquality机械性能和光学质量好Materialcharacteristicsthatallowforvariousmodesofopera

5、tion(CW,pulsed,Q-switched,modelocked)适用于多种工作方式（连续、脉冲、调Q、锁模）Advantages来源于福建福晶科技股份有限公司Nd:YAG吸收光谱Nd:YAG在300K时的吸收光谱由图可以看出，在波长大于400nm范围内，主要有五个吸收光谱带，中心波长分别在520nm、585nm、750nm、810nm、870nm附近，每个带宽约为30nm，其中以750nm和810nm两个吸收带最为重要。棒套两端面镀有1064nm的增透膜，防止自激振荡Nd:YVO4晶体是一种性能优良

6、的激光晶体，适于制造激光二极管泵浦特别是中低功率的激光器。现在Nd:YVO4激光器已在机械、材料加工、波谱学、晶片检验、显示器、医学检测、激光印刷、数据存储等多个领域得到广泛的应用。掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)晶体结构四方密度4.22g/cm3掺杂浓度1.0atm%莫氏硬度4-5（近似玻璃）荧光寿命90μs受激发射横截25×10-19cm2熔点2105℃增益带宽0.6nm@1064nm914nm1064nm1342nmNd:YVO4吸收光谱中心波长分别在585nm、750nm、810nm附近Nd:YVO4’s

7、advantagesoverNd:YAGAshighasaboutfivetimeslargerabsorptionefficientoverawidepumpingbandwidtharound808nm在808nm左右的泵浦带宽，约为Nd:YAG的5倍Aslargeasthreetimeslargerstimulatedemissioncross-sectionatthelasingwavelengthof1064nm在1064nm处的受激发射截面是Nd:YAG的3倍Lowerlasingthreshol

8、dandhigherslopeefficiency光损伤阈值低，高斜率效率Asauniaxialcrystalwithalargebirefringence,theemissionisalinearlypolarized.双轴晶体，输出为线偏振由于Nd:YVO4泵浦带较宽，所以其激光性能更能适应LD的温度变化。由于吸收截面大，所以吸收系数大，又因为热导率小，所以Nd:YVO4适于薄片状纵向泵浦中小功