掺镱钇铝石榴石 Yb:YAG

掺镱钇铝石榴石(Yb:YAG)是由钇铝石榴石(YAG,Yttrium Aluminum Garnet)晶体掺杂镱元素(Yb)制成。

Yb:YAG晶体的晶格结构类似于YAG晶体,镱离子替代了晶格中的部分钇离子。镱离子与晶格中的钇离子半径相近,因此可以很好地被晶体吸收。

Yb:YAG晶体具有几个重要特性。首先,镱离子(Yb^3+)有两个主要的能级,这意味着Yb:YAG晶体在激光操作时,其粒子反转能更快,更容易实现。其次,Yb:YAG晶体的吸收和发射波长在近红外区域,与许多高功率连续波(CW)激光器和半导体激光器的输出波长相匹配。此外,Yb:YAG的上转换荧光(upconversion fluorescence)非常小,几乎可以忽略不计,这使得其在高功率应用中热效应小。

Yb:YAG晶体被广泛应用于固体激光器。由于其优秀的物理和化学性能,以及其与许多激光器输出波长的匹配,Yb:YAG晶体在材料加工、医疗设备、军事和科学研究等领域的激光系统中得到了广泛应用。此外,Yb:YAG晶体也被用于光纤激光器和光纤放大器,其中光纤激光器因其结构紧凑、效率高、可调谐性好而受到广泛关注。


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应用

掺镱YAG(Yb:YAG)晶体是一种很有前途的激光材料。该晶体比传统的掺钕YAG晶体更适合于二极管泵浦激光系统。

特点

与掺钕YAG晶体相比,掺镱YAG晶体具有更宽的吸收带宽,降低了半导体激光器设计中的热控制要求。它具有长寿命的高激光能级,单位泵浦功率下的热负荷低3-4倍。

  • 晶体结构

    立方

    晶格常数

    12.01 Å

    密度

    4.56±0.04 (g/cm3)

    熔点

    1970℃

    莫氏硬度

    8.5mohs

    比热

    (0-20)   0.59 J/g.cm3

    弹性模量

    310 GPa

    杨氏模量

    3.17X104Kg/mm2

    泊松比

    0.3 (est.)

    抗张强度

    0.13~0.26 GPa

    热胀系数

    <100>(0~250°C )

    Direction: 8.2x10-6 /°C

    <110>(0~250°C )

    7.7x10-6/°C

    <111>(0~250°C )

    7.7x10-6/°C