YVO4 Laserkristall

Eigenschaften des YVO4-Kristalls

Der hochreine YVO4-Laserkristall besitzt gute mechanische und physikalische Eigenschaften und ist aufgrund seines breiten Transparenzbereichs und seiner hohen Doppelbrechungsrate eine ideale Komponente für optische Polarisationskomponenten. YVO4 ist ein positiver einachsiger Kristall, der unter der Czochralski-Methode wächst. Es verfügt über eine hervorragende Hochtemperaturstabilität, physikalische Eigenschaften und mechanische Eigenschaften. In vielen Anwendungen, einschließlich Faserisolatoren, Schleifen, Verflechtungen, Kabelbäumen und anderen Geräten mit polarisiertem Licht, ist es eine ausgezeichnete synthetische Alternative zu Calcit- und Rutilkristallen.

Merkmale des Nd: YVO4-Kristalls

Hohe Absorption über eine große Pumpwellenlängenbandbreite, fast so hoch wie die etwa fünfmal größere Absorptionseffizienz über eine große Pumpbandbreite um 808 nm im Vergleich zu Nd: YAG-Kristall; Größerer Querschnitt der stimulierten Emission bei der Laserwellenlänge von 1064 nm fast viermal so groß. Niedrigere Laserschwelle und höhere Steigungseffizienz; Als einachsiger Kristall mit großer Doppelbrechung ist die Emission nur linear polarisiert.

Grundeigenschaften

Optische Eigenschaften

Lasereigenschaften von Nd: YVO4

Der große Absorptionskoeffizient ist der attraktivste Charakter des Nd: YVO4-Kristalls. Es hat einen fünfmal größeren Absorptionskoeffizienten in einer breiteren Absorptionsbande um die maximale Pumpwellenlänge von 808 nm als der Nd: YAG-Kristall, der gerade dem aktuellen Standard von Hochleistungslaserdioden entspricht. Dies bedeutet, dass sogar ein kleinerer Nd: YVO4-Kristall zum Bau eines kompakteren Lasersystems verwendet werden kann.

Für eine gegebene Ausgangsleistung bedeutet dies auch ein niedrigeres Leistungsniveau, bei dem die Laserdiode arbeitet, wodurch die Lebensdauer der teuren Laserdiode verlängert wird. Die breitere Absorptionsbandbreite von hochwertigen YVO4-Laserkristallen, die das 2- bis 6-fache der von Nd: YAG erreichen kann. Neben dem effizienteren Pumpen bedeutet Nd: YVO4 auch eine größere Auswahl an Diodenspezifikationen. Dies ist für Hersteller von Lasersystemen hilfreich, um eine größere Toleranz und geringere Kosten zu erzielen.

Große stimulierte Emission, dies ist ein weiterer attraktiver Charakter des Nd: YVO4-Kristalls. Es hat größere stimulierte Emissionsquerschnitte sowohl bei 1064 nm als auch bei 1342 nm. Wenn der Nd: YVO4-Kristall mit einer Achse bei 1064 nm geschnitten wird, ist er etwa 4-fach höher als der Nd: YAG-Kristall und fast 18-fach höher als der Nd: YAG-Wert bei 1340 nm. Dies führt zu einer CW-Operation, die Nd: YAG bei weitem übertrifft 1320nm. Dadurch ist der Nd: YVO4-Laser leicht in der Lage, eine starke Einlinienemission bei den beiden Wellenlängen aufrechtzuerhalten.

Große Doppelbrechung ist auch ein wichtiges Merkmal des Nd: YVO4-Kristalls, da er eine einachsige und nicht eine hohe kubische Symmetrie wie Nd: YAG ist. Was er aussendet, ist nur linear polarisiert, wodurch unerwünschte doppelbrechende Effekte auf die Frequenzkonvertierung vermieden werden. Obwohl die Lebensdauer von Nd: YVO4 etwa 2,7-mal kürzer ist als die von Nd: YAG, kann die Steigungseffizienz für eine korrekte Auslegung des Laserresonators aufgrund seiner hohen Pumpquanteneffizienz immer noch recht hoch sein.

Lasereigenschaften von Nd: YVO4 im Vergleich zu Nd: YAG

(stimulierte Emissionsquerschnitte), α (Absorptionskoeffizient), τ (Fluoreszenzlebensdauer), La (Absorptionslänge), Pth (Schwellwert) und ηs (Pumpquanteneffizienz).

Diodengepumpter Nd: YVO4-Laser im Vergleich zu einem Nd: YAG-Laser

Spezifikation:

Dotierungskonzentration von 0,15 bis 3,0 Mol%
Durchmesser von 2 mm bis 30 mm, Länge von 0,02 mm bis 30 mm
Orientierungstoleranz: 5 Bogenminuten
Toleranz der Dotierstoffkonzentration ----------------------- 0,1%
Parallelität --------------------------------------------- < 10 Bogensekunden
Rechtwinkligkeit ------------------------------------------- 5 Bogenminuten
Fase------------------------------------------------- 0,1 mm bei 45 °
Clear Aperture ----------------------------------------- 95%
Oberflächenqualität ------------------------------------------ 10/5 oder besser
Oberflächenebenheit --------------------------------------- L /10 oder besser
Wellenfrontverzerrung ---------------------------------- λ /10 @ 633nm

Der große YVO4-Laserkristall wird auf dem Gebiet der optischen Faserkommunikation häufig eingesetzt und ist das Schlüsselmaterial für Anwendungen wie optische Isolatoren, Zirkulatoren, Interleaver, Strahlversetzer und Polarisator.

YVO4-Laserkristall hoher Reinheit ist aufgrund seiner hohen Verstärkung, seines niedrigen Schwellenwerts und seiner hohen Absorptionskoeffizienten bei Pumpwellenlängen, die sich aus der hervorragenden Anpassung des Neodym-Dotierstoffs im Kristallgitter ergeben, zu einem populären Wirtskristall für das Diodenpumpen unter den derzeitigen kommerziellen Laserkristallen geworden. Dies ist vor allem für hochpräzise Absorptions- und Emissionsmerkmale von YVO4-Laserkristallen, die Nd: YAG durch Laserdioden gepumpt übertreffen. Nd: YVO4-Kristalle wurden mit Kristallen mit hohem NLO-Koeffizienten (LBO, BBO oder KTP) eingebaut, um den Ausgang vom nahen Infrarot zu Grün, Blau oder sogar UV-Frequenz zu verschieben.

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