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YAG लेजर क्रिस्टल

ऑनर ऑप्टिक्स Czochralski तकनीक का उपयोग करके थोक YAG लेजर क्रिस्टल बढ़ता है, और हम एन डी, एर, सीआर, टीएम, Yb, हो, और उच्च लाभ YAG लेजर क्रिस्टल प्रदान कर सकते हैं।
YAG (Yttrium एल्यूमीनियम गार्नेट या Y3Al5O12), गार्नेट और नीलम की तरह, शुद्ध होने पर लेजर माध्यम के रूप में कोई उपयोग नहीं है। हालांकि, एक उपयुक्त आयन के साथ डोप होने के बाद, कस्टम उच्च शुद्धता YAG लेजर क्रिस्टल का उपयोग आमतौर पर विभिन्न ठोस-राज्य लेज़रों में एक मेजबान सामग्री के रूप में किया जाता है। एनडी (नियोडिमियम) और एर (एर्बियम) जैसे दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को क्रमशः सक्रिय लेजर आयनों के रूप में YAG में डोप किया जा सकता है, क्रमशः एन डी: YAG और Er: YAG लेजर।

विशेषताएं:

1. उच्च लाभ
2. कम दहलीज
3. उच्च दक्षता
4. 1.06um पर कम नुकसान
5. अच्छा तापीय चालकता और थर्मल सदमे विशेषताओं
6. यांत्रिक शक्ति
7. उच्च ऑप्टिकल गुणवत्ता
8. सामग्री विशेषताओं ऑपरेशन के विभिन्न तरीकों (सीडब्ल्यू, स्पंदित, क्यू-स्विच्ड, मोड-लॉक और कैविटी डंप) की अनुमति देती हैं।

अनोपेड YAG क्रिस्टल UV-IR ऑप्टिकल विंडो के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री है, विशेष रूप से उच्च तापमान और उच्च ऊर्जा घनत्व अनुप्रयोगों के लिए। यांत्रिक और रासायनिक स्थिरता नीलम क्रिस्टल के लिए तुलनीय है, लेकिन उच्च परिशुद्धता बड़े आकार के YAG लेजर क्रिस्टल गैर-बायरफ्रिंज के साथ अद्वितीय है और उच्च ऑप्टिकल समरूपता और सतह की गुणवत्ता के साथ उपलब्ध है।

Nd: YAG क्रिस्टल का आविष्कार 1960 के दशक में किया गया था, Nd: YAG ठोस-राज्य क्रिस्टल सामग्री के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला लेजर क्रिस्टल रहा है। इसकी प्रतिस्पर्धा की ताकत और कमजोरियों के बीच इसके लेजर पैरामीटर एक अच्छा समझौता हैं। एन डी: उच्च लाभ YAG लेजर क्रिस्टल का उपयोग सभी प्रकार की सॉलिड-स्टेट लेजर सिस्टम-फ्रिक्वेंसी-डबल-निरंतर सतत तरंग, उच्च-ऊर्जा Q-switched, और इसके बाद में होता है।

Cr: YAG क्रिस्टल निष्क्रिय रूप से Q- स्विचिंग डायोड पंप या लैंप-पंप के लिए एक उत्कृष्ट क्रिस्टल है।

Yb: डायोड लेजर के लिए थर्मल प्रबंधन आवश्यकताओं को कम करने के लिए YAG क्रिस्टल का बहुत बड़ा अवशोषण बैंडविड्थ है, जो लंबे समय तक ऊपरी-लेजर स्तर का जीवनकाल है, प्रति यूनिट पंप बिजली से तीन से चार गुना कम थर्मल लोडिंग। कस्टम उच्च शुद्धता YAG लेजर क्रिस्टल 1030nm एक एन डी के लिए एक अच्छा विकल्प है: 1064nm पर YAG क्रिस्टल और 515nm पर इसका दूसरा हार्मोनिक Ar-ion लेजर को प्रतिस्थापित कर सकता है, जो 514nm पर निकलता है

एर: उच्च गुणवत्ता वाला चीनी YAG लेजर क्रिस्टल एक उत्कृष्ट लेजर क्रिस्टल है जो 2940 एनएम पर निकलता है। यह चिकित्सा अनुप्रयोगों में व्यापक अनुप्रयोग है।

एन डी: विशेष रूप से उच्च शक्ति पराबैंगनीकिरण और 1064nm पर उत्सर्जित क्यू के लिए एक मेजबान माध्यम के रूप में YAG। हालांकि 940, 1120, 1320 और 1440 एनएम के पास अन्य संक्रमण भी उपयोग किए जाते हैं।

एनडी 3 +: वाईएजी एक चार-स्तरीय लाभ का माध्यम है (946nm को छोड़कर), मध्यम उत्तेजना के स्तर और पंप तीव्रता के लिए भी पर्याप्त लेजर लाभ प्रदान करता है। लाभ बैंडविड्थ अपेक्षाकृत छोटा है, लेकिन यह उच्च लाभ दक्षता और इस प्रकार कम सीमा पंप शक्ति के लिए अनुमति देता है।

भौतिक और रासायनिक गुण

Chemical Formula Nd: Y3A15O12
Crystal Structure Cubic Garnet
Lattice Constants 12.01Å
Concentration ~ 1.2 x 1020 cm-3
Melting Point 1970°C (2240K)
Density 4.56 g/cm3
Mohs Hardness 8.5
Refractive Index 1.82
Thermal Expansion Coefficient 7.8 x 10-6 /K [111], 0 - 250 °C
Thermal Conductivity 14 W/m /K @20 °C, 10.5 W /m /K @100 °C.

सबसे आम एन डी: YAG उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य 1064 एनएम है। उस तरंगदैर्ध्य के साथ शुरू करते हुए, क्रमशः 532, 355 और 266 एनएम पर आउटपुट आवृत्ति दोहरीकरण, आवृत्ति ट्रिपलिंग और आवृत्ति चौगुनी द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है। अन्य उत्सर्जन लाइनें 946, 1123, 1319, 1338, 1415 और 1444 एनएम पर हैं।

एन डी: YAG का उपयोग आमतौर पर मोनोक्रिस्टलाइन रूप में किया जाता है, जो Czochralski ग्रोथ विधि के साथ निर्मित होता है, लेकिन उच्च गुणवत्ता और बड़े आकारों में उपलब्ध सिरेमिक (पॉलीक्रिस्टलाइन) उच्च परिशुद्धता बड़े आकार का YAG लेजर क्रिस्टल भी है। मोनोक्रिस्टललाइन और सिरेमिक एन डी दोनों के लिए: लेजर क्रिस्टल की लंबाई के भीतर YAG, अवशोषण और प्रकीर्णन नुकसान सामान्य रूप से नगण्य होते हैं, यहां तक ​​कि अपेक्षाकृत लंबे क्रिस्टल के लिए भी।

भौतिक और ऑप्टिकल गुण

Lasing Wavelength 1064 nm
Stimulated Emission Cross Section 2.8x10-19 cm-2
Relaxation Time of Terminal Lasing Level 30 ns
Radiative Lifetime 550 ms
Spontaneous Fluorescence 230 ms
Loss Coefficient 0.003 cm-1 @ 1064 nm
Effective Emission Cross Section 2.8 x 10-19 cm2
Pump Wavelength 807.5 nm
The absorption band at the pump wavelength 1 nm
Linewidth 0.6 nm
Polarized Emission Unpolarized
Thermal Birefringence High

विशिष्ट एनडी (नियोडिमियम) डोपिंग स्तर 1 है। %। एन डी: इस डोपेंट स्तर पर YAG छड़ें एक पल्स और मल्टीमोड सीडब्ल्यू लेजर प्रणालियों के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प हैं, ताकि संतुलित पंपिंग एकरूपता और उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता के साथ युग्मित उच्च उत्पादन शक्ति प्रदान की जा सके, उच्च डोपिंग सांद्रता लाभप्रद हो सकती है, क्योंकि वे पंप अवशोषण लंबाई को कम करते हैं, लेकिन बहुत अधिक सांद्रता से ऊपरी अवस्था में जीवनकाल का शमन होता है। इसके अलावा, उच्च-शक्ति पराबैंगनीकिरण में विघटित शक्ति का घनत्व बहुत अधिक हो सकता है। ध्यान दें कि neodymium डोपिंग घनत्व जरूरी नहीं है कि सभी भागों में समान हो; डोपेड और अनोपेड भागों के साथ या अलग डोपिंग घनत्व वाले भागों के साथ मिश्रित लेजर क्रिस्टल होते हैं।

विशिष्टता:

0.1 से 2.5mol% तक एनडी डोपिंग एकाग्रता
व्यास 1 मिमी से 50 मिमी, लंबाई 0.3 मिमी से 220 मिमी
ओरिएंटेशन टॉलरेंस: 5 चाप मिनट
व्यास सहिष्णुता: +/- 0.05 मिमी
लंबाई सहिष्णुता: +/- 0.1 मिमी
डॉपेंट एकाग्रता सहिष्णुता ------------------------ 0.1%
समानता ------------------------------------------------- - < 10 चाप सेकंड
लंबवतता ------------------------------------------- < 5 चाप मिनट
गड्ढा ------------------------------------------------- ---- 0.1 मिमी @ 45 °
स्पष्ट एपर्चर --------------------------------------------- ९ ५%
भूतल गुणवत्ता -------------------------------------------------- 10/5
सतह समतलता --------------------------------------------------- λ /10 @ 633nm
वेवफ्रंट विरूपण ------------------------------------- < λ /10 @ 633nm

उच्च गुणवत्ता वाले चीनी YAG लेजर क्रिस्टल सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले लाभ के माध्यम हैं जो कि CW, पल्स और कुछ अन्य ठोस-अवस्था वाले लेजर में उपयोग किए जा सकते हैं। इसमें कई कार्य पैटर्न हैं जैसे मल्टीप्लायर, मोड-लॉक, हाई-एनर्जी क्यू, कैविटी रेजोनेंट और अन्य।

अनुप्रयोगों:

एनडी: YAG 946nm की आवृत्ति-दोहरीकरण के साथ नीले रंग की लेजर का उत्पादन कर सकता है
एन डी: YAG को kw स्तर तक बहुत उच्च शक्ति वाले लेजर में संचालित किया जा सकता है
एनडी: वाईएजी को सीधे क्यू 4 + वाईएजी के साथ क्यू-स्विच किया जा सकता है
क्यूबिक समरूपता और उच्च गुणवत्ता के कारण, एनएडी: YAG TEM00 मोड के साथ काम करना आसान है

ऑनर ऑप्टिक्स थोक YAG लेजर क्रिस्टल को विकसित करने के लिए Czochralski विधि का उपयोग करता है, और हम एनडी, एर, सीआर, टीएम, वाईबी, हो, और नो डॉप्ड YAG क्रिस्टल प्रदान कर सकते हैं।

मानक एन डी: YAG छड़ 4 सप्ताह के भीतर जहाज करने के लिए तैयार है:

Doping Dimension Coating
1% f3X50mm AR/AR@1064nm
1% f4X40mm AR/AR@1064nm
1% f6X60mm AR/AR@1064nm
1% f6X80mm AR/AR@1064nm
1% f6X100mm AR/AR@1064nm
1% f6X120mm AR/AR@1064nm
1% f8X120mm AR/AR@1064nm
1% f8X135mm AR/AR@1064nm