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            Nd:YVO4

            摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)晶體是一種性能優良的激光晶體,適于制造激光二極管泵浦特別是中低功率的激光器。與Nd:YAG相比Nd:YVO4對泵浦光有較高的吸收系數和更大的受激發射截面。激光二極管泵浦的Nd:YVO4晶體與LBO,BBO,KTP等高非線性系數的晶體配合使用,能夠達到較好的倍頻轉換效率,可以制成輸出近紅外、綠色、藍色到紫外線等類型的全固態激光器。
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            產品編號
            所屬分類
            激光晶體
            數量
            -
            +
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              摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)晶體是一種性能優良的激光晶體,適于制造激光二極管泵浦特別是中低功率的激光器。與Nd:YAG相比Nd:YVO4對泵浦光有較高的吸收系數和更大的受激發射截面。激光二極管泵浦的Nd:YVO4晶體與LBO,BBO,KTP等高非線性系數的晶體配合使用,能夠達到較好的倍頻轉換效率,可以制成輸出近紅外、綠色、藍色到紫外線等類型的全固態激光器?,F在Nd:YVO4激光器已在機械、材料加工、波譜學、晶片檢驗、顯示器、醫學檢測、激光印刷、數據存儲等多個領域得到廣泛的應用。而且Nd:YVO4二極管泵浦固態激光器正在迅速取代傳統的水冷離子激光器和燈泵浦激光器的市場,尤其是在小型化和單縱模輸出方面。

             

            Nd:YVO4與Nd:YAG比較的優勢:
               ?  在808nm左右的泵浦帶寬,約為Nd:YAG的5倍;
               ?  在1064nm處的受激發射截面是Nd:YAG的3倍;
               ?  光損傷閾低,高斜率效率;
               ?  單軸晶體,輸出為線偏振。

            福晶能夠提供的產品和服務:

               ?  最大至φ35x50mm3 的各種尺寸YVO4晶體和φ20x20mm3的高質量Nd:YVO4晶體;
               ?  每月10,000片從3x3x0.5mm3到4x4x10mm3尺寸的Nd:YVO4器件;
               ?  可提供濃度范圍:0.1-3%;
               ?  濃度控制精度: ±0.1%(atm%≥1%);±0.05%(atm%<1%);
               ?  及時送貨
               ?  有競爭力的價格

             

             

            圖1.  0.5% Nd:YVO4(厚度為 4mm)的吸收曲線

             

            Nd:YVO4晶體的基本屬性:

             

            原子密度 1.26x1020 atoms/cm3 (Nd 1.0%)
            晶體結構 四方, 空間群D4h-I4/amd
            a=b=7.1193?, c=6.2892?
            密度 4.22g/cm3
            莫氏硬度 4-5(近似玻璃)
            熱膨脹系數(300K) αa=4.43x10-6/K
            αc=11.37x10-6/K
            熱傳導系數(300K) ∥C:0.0523W/cm/K
            ⊥C:0.0510W/cm/K

            Nd:YVO4晶體的特性:

             

            發射波長 1064nm,1342nm
            熱光系數(300K) dno/dT=8.5×10-6/K
            dne/dT=2.9×10-6/K
            受激輻射截面 25×10-19cm2 @ 1064nm
            熒光壽命 90μs(1%)
            吸收系數 31.4cm-1 @810nm
            內在損失 0.02cm-1 @1064nm
            增益帶寬 0.96nm@1064nm
            極化激光輻射 π偏振;平行于光軸(C軸)
            二極管泵浦光-光效率 >60%
            Sellmeier方程(λ in μm) no2=3.77834+0.069736/(λ2-0.04724)-0.010813λ2
            ne2=4.59905+0.110534/(λ2-0.04813)-0.012676λ2


            Nd:YVO4激光特性:
              1. 與Nd:YAG相比,Nd:YVO4最大的優勢在于更寬的吸收帶寬范圍內,具有比Nd:YAG高5倍的吸收效率,而且在808nm左右達到峰值吸收波長,完全能夠達到當前高功率激光二極管的標準。這使得我們可以利用更小的晶體來制造體積越來越小的激光器。同時還意味著激光二極管可以用較小的功率輸出特定的能量,從而延長了其使用壽命。Nd:YVO4的吸收帶寬可達Nd:YAG的2.4-6.3倍,這一特性同樣具有巨大的開發價值。除了較高的泵浦效率外,在二極管的規格上提供了更大的選擇空間,這將為激光器生產商節省更多的制造成本。

             

              2. Nd:YVO4 在1064nm和1342nm處具有較大的受激發射截面。在a軸方向Nd:YVO4  1064nm波的受激發射截面約為Nd:YAG的4倍,而1342nm的受激發射截面可達Nd:YAG在1.3um處的18倍,故Nd:YVO4  1342nm波的連續輸出效率要大大超過Nd:YAG,這使得Nd:YVO激光的兩個波長都可以更容易保持一個較強的單線激發。

              3. Nd:YVO4的另一重要特點是它屬單軸晶系,僅發射線性偏振光,因此可以避免在倍頻轉換時產生雙折射干擾,而Nd:YAG是高勻稱性的正方晶體,無此特性。雖然Nd:YVO4 的熒光壽命比Nd:YAG短2.7倍左右,但是因為Nd:YVO4具有較高的泵浦量子效率,所以在設計理想的光腔中仍然可獲得相當高的斜率效率。

              下表比較了Nd:YVO4與Nd:YAG光的主要特性,包括受激發射截面(σ), 吸收系數(α) 熒光壽命(τ), 吸收長度(La), 閾值功率(Pth)以及泵浦量子效率(η)等。

             

            表1. Nd:YVO4激光與Nd:YAG激光特性比較

            晶體

            (atm%)

            σ

             (×10-19cm2)

            α

            (cm-1)

            τ

            (μs)

            (mm)

            Pth

            (mW)

            ηs

            (%)

            Nd:YVO(a-cut)

            1.0

            2.0

            25

            25

            31.2

            72.4

            90

            50

            0.32

            0.14

            30

            78

            52

            48.6

            Nd:YVO(c-cut)

            1.1

            7 9.2 90 / 231 45.5
            Nd:YAG 0.85 6 7.1 230 1.41 115 38.6

             

             

             

             

            試驗最佳結果 

             

            ??表2. Nd:YVO4 激光泵浦二極管與Nd:YAG激光泵浦二極管的輸出功率比較

            晶體 尺寸(mm3 泵浦功率 輸出(1064nm)
            Nd:YVO4 3×3×1 850mW 350mW
            Nd:YVO4 3×3×5 15W 6W
            Nd:YAG 3×3×2 850mW 34mW

             

            Nd:YVO4晶體的品質保證規范:

                   ?   波前畸變:<λ/4 @ 633nm
                   ?   尺寸公差:(W±0.1mm)x(H±0.1mm)x(L+0.2/-0.1mm)(L<2.5mm)

                                         (W±0.1mm)x(H±0.1mm)x(L+0.5/-0.1mm)(L≥2.5mm)       

                   ?   通光孔徑:>90% 中心區域
                   ?   平面度:λ/8 @ 633 nm, λ/4 @ 633nm(厚度小于2mm)
                   ?   光潔度:10/5 美國軍標
                   ?   平行度:優于20 arc seconds
                   ?   垂直度:5 arc minutes
                   ?   角度公差:<±0.5°
                   ?   增透膜:1064nm,R<0.2%;HR鍍膜:1064nm,R>99.8%,808nm,T>95%

                   ?   損傷閾值:>1GW/cm2 for 1064nm, TEM00, 10ns, 10Hz(增透膜)

                   ?   品質保證期:一年內正常使用

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