Nhóm Science Island đạt được tiến bộ mới về nồng độ gradient Nd:YAG và Nd:GdYAG Nghiên cứu hiệu suất và chuẩn bị tinh thể laser

Gần đây, nhóm của nhà nghiên cứu Zhang Qingli thuộc Viện Anguang thuộc Viện Vật liệu Hợp Phì, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và nhóm nghiên cứu của Viện Y tế thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc của Jiang Haihe đã hợp tác hơn nữa trong nghiên cứu về sự tăng trưởng tinh thể laser nồng độ gradient và hiệu suất của laser, và đã có đã phát triển các tinh thể laser Nd:YAG và Nd:GdYAG với nồng độ gradient khác nhau bằng cách sử dụng phương pháp giống như mụn nước và hiệu suất của laser Nd:GdYAG tốt hơn so với hiệu suất của tinh thể Nd:YAG gradient nồng độ gần đúng và các kết quả nghiên cứu có liên quan đã được công bố trong " Tăng trưởng tinh thể laser nồng độ gradient". Nd:GdYAG có hiệu suất laser tốt hơn Nd:YAG với nồng độ gradient gần đúng và các kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên Optics and Laser Technology, một tạp chí TOP về quang học nổi tiếng quốc tế, với tựa đề "Sự phát triển và hiệu suất laser của Nd:YAG". Chuỗi tinh thể có nồng độ gradient".
Hiệu suất phát quang của các ion hoạt hóa trong tinh thể laser thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như phối tử và trường tinh thể trong tinh thể ma trận. Cấu trúc mức năng lượng của các ion gadolinium (Gd {0}}) tương đối đơn giản và không có sự chồng chéo của các mức năng lượng 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 và 4I 11/2 với các ion neodymium (Nd 3+), do đó không tạo ra sự giãn chéo của các mức năng lượng và không có sự hấp thụ, đồng thời có thể nhận ra và điều chỉnh hiệu suất phát quang của các tinh thể. Nhóm nghiên cứu đã pha tạp Gd 3+ vào tinh thể Nd:YAG với nồng độ gradient để tối ưu hóa hiệu suất phát quang và sử dụng phương pháp tăng trưởng mụn nước để phát triển tinh thể laser Nd:YAG và Nd:GdYAG với nồng độ gradient khác nhau. Nồng độ của Nd:YAG và Nd:GdYAG là 0.17-0,38 tại% và 0.{{20}}.86 tại % và nồng độ của Nd:GdYAG là 0.18-0,32% ở phần đẳng hướng, được xác định bằng phép đo khối phổ plasma kết hợp cảm ứng bằng tia laser (ICP-MS). Các hệ số hấp thụ ở bước sóng 8{42}}8 nm cho thấy xu hướng ngày càng tăng ở các vị trí khác nhau dọc theo hướng phát triển của tinh thể, điều này cho thấy thêm rằng nồng độ Nd 3+ trong tinh thể có sự phân bố gradient. Một thanh laze 3 40 mm đã được loại bỏ khỏi phần có đường kính bằng nhau của ba tinh thể, được làm tròn và xử lý mặt cuối, thiết kế và xử lý tản nhiệt, mặt cuối được bơm, với đầu có nồng độ thấp là đầu tới và cấu trúc khoang phẳng và các thử nghiệm hiệu suất laser đã được thực hiện. 0.17-0.38 tại% Nd:YAG và 0.18-0.32 tại% Nd:GdYAG Hiệu suất nghiêng của laser là 52,8% và 55.{{49} }% và công suất đầu ra tối đa lần lượt là 0.17-0.38 tại% và 0.18-0.32 tại% Nd:GdYAG. Hiệu suất nghiêng của laser là 0.95-2.86 ở% Nd:YAG là 47,4% và công suất đầu ra tối đa là 6,82 W. Khi đầu nồng độ cao là đầu cuối sự cố, hiệu suất laser giảm đáng kể.
Các kết quả thử nghiệm cho thấy tinh thể nồng độ gradient có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất đầu ra của laser và hiệu suất laser của nồng độ gradient Nd: GdYAG tốt hơn so với tinh thể nồng độ gradient Nd: YAG gần đúng và tinh thể laser nồng độ gradient dự kiến ​​sẽ cung cấp một loại cơ sở vật liệu tinh thể mới cho công nghệ laser hiệu suất cao.
Công trình nghiên cứu này được hỗ trợ bởi Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc (NSFC) và Ủy ban xúc tiến đổi mới thanh niên của Viện khoa học Trung Quốc (CAS).

Phân bố nồng độ của đường đẳng nhiệt của tinh thể

Trồng khoảng trống pha lê

Phổ hấp thụ ở các vị trí khác nhau theo hướng phát triển

Sự thay đổi công suất đầu ra laser theo công suất bơm ở ba loại thanh tinh thể