L'équipe de Science Island réalise de nouveaux progrès dans la préparation des cristaux Nd:YAG et Nd:GdYAG et la recherche sur les performances du laser

Récemment, le groupe du chercheur Zhang Qingli de l'Institut Anguang de l'Institut des matériaux Hefei de l'Académie chinoise des sciences et le groupe du chercheur Jiang Haihe de l'Institut de santé de l'Académie chinoise des sciences ont en outre coopéré à l'étude de la croissance des cristaux du laser à concentration gradient et des performances du laser, et ont Des cristaux laser Nd:YAG et Nd:GdYAG cultivés avec différentes concentrations de gradient en utilisant une méthode de type vésicule, et les performances du laser Nd:GdYAG sont meilleures que celles du cristal Nd:YAG à concentration de gradient approximative, et des résultats de recherche pertinents ont été publiés dans " Croissance de cristaux laser à concentration dégradée". Nd:GdYAG a de meilleures performances laser que Nd:YAG avec une concentration de gradient approximative, et les résultats de recherche associés ont été publiés dans Optics and Laser Technology, une revue TOP d'optique de renommée internationale, sous le titre « Croissance et performances laser du Nd :YAG Cristaux de série avec concentration dégradée".
Les performances de luminescence des ions activés dans les cristaux laser sont généralement affectées par des facteurs tels que les ligands et les champs cristallins dans les cristaux matriciels. La structure des niveaux d'énergie des ions gadolinium (Gd {{0}}) est relativement simple et il n'y a pas de chevauchement des niveaux d'énergie de 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 et 4I. 11/2 avec ceux des ions néodyme (Nd 3+), de sorte qu'aucune relaxation croisée des niveaux d'énergie et aucune absorption ne soient générées, et que les performances de luminescence des cristaux puissent être réalisées et régulées. L'équipe de recherche a dopé du Gd 3+ dans des cristaux Nd:YAG avec une concentration en gradient pour optimiser les performances de luminescence, et a utilisé la méthode de croissance vésiculaire pour faire croître des cristaux laser Nd:YAG et Nd:GdYAG avec différentes concentrations en gradient. Les concentrations de Nd:YAG et Nd:GdYAG étaient de 0.17-0,38 at% et de 0.{{20}}.86 à %, et les concentrations de Nd:GdYAG étaient de 0.18-0,32 at% dans la partie isotrope, comme déterminé par spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) par décapage laser. Les coefficients d'absorption à 808 nm montrent une tendance croissante à différentes positions le long de la direction de croissance des cristaux, ce qui indique en outre que la concentration de Nd 3+ dans les cristaux a une distribution de gradient. Une barre laser de 3 40 mm a été retirée de la partie de diamètre égal de trois cristaux, arrondie et traitée à l'extrémité, conçue et traitée par un dissipateur thermique, pompée à l'extrémité, l'extrémité à faible concentration étant l'extrémité incidente et la structure de la cavité plate et les tests de performances du laser ont été réalisés. 0.17-0.38 à % Nd:YAG et 0.18-0.32 à % Nd:GdYAG les efficacités d'inclinaison du laser étaient de 52,8 % et 55.{{49} } %, et la puissance de sortie maximale était de 0,17-0,38 à % et de 0,18-0,32 à % Nd:GdYAG, respectivement. L'efficacité d'inclinaison du laser de 0.95-2.86 à % Nd:YAG est de 47,4 % et la puissance de sortie maximale est de 6,82 W. Lorsque l'extrémité à forte concentration est l'extrémité incidente, les performances du laser diminuent. significativement.
Les résultats expérimentaux montrent que le cristal de concentration en gradient peut améliorer efficacement l'efficacité de sortie du laser, et que les performances laser du cristal de concentration en gradient Nd:GdYAG sont meilleures que celles du cristal de concentration en gradient approximatif Nd:YAG, et le cristal laser à concentration en gradient devrait fournissent un nouveau type de matériau cristallin pour la technologie laser à haut rendement.
Ce travail de recherche a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (NSFC) et le Comité de promotion de l’innovation des jeunes de l’Académie chinoise des sciences (CAS).

Distribution des concentrations des isodiamètres des cristaux

Cultiver des ébauches de cristal

Spectres d'absorption à différentes positions dans le sens de la croissance

Variation de la puissance de sortie du laser avec la puissance de la pompe dans trois types de barres de cristal