Science Island -tiimi edistyy gradienttipitoisuuden Nd:YAG- ja Nd:GdYAG-kiteiden valmistuksessa ja lasersuorituskykytutkimuksessa

Viime aikoina tutkija Zhang Qinglin ryhmä Anguang Institute of Hefein materiaaliinstituutista, Kiinan tiedeakatemia ja tutkija Jiang Haihen ryhmä Kiinan tiedeakatemian terveysinstituutista ovat lisänneet yhteistyötä gradienttikonsentraatiolaserkiteen kasvun ja lasersuorituskyvyn tutkimuksessa. kasvatettuja Nd:YAG- ja Nd:GdYAG-laserkiteitä erilaisilla gradienttipitoisuuksilla vesikkelimäisellä menetelmällä ja Nd:GdYAG-laserin suorituskyky on parempi kuin likimääräisen gradienttipitoisuuden Nd:YAG-kiteellä, ja asiaankuuluvat tutkimustulokset on julkaistu julkaisussa " Gradienttikonsentraatiolaserkiteen kasvu". Nd:GdYAG:lla on parempi lasersuorituskyky kuin Nd:YAG:lla likimääräisellä gradienttipitoisuudella, ja siihen liittyvät tutkimustulokset on julkaistu Optics and Laser Technology, kansainvälisesti tunnetussa optiikan TOP-lehdessä, otsikolla "Growth and Laser Performance of Nd:YAG Sarjan kiteet gradienttipitoisuudella".
Aktivoitujen ionien luminesenssisuorituskykyyn laserkiteissä vaikuttavat yleensä tekijät, kuten ligandit ja kidekentät matriisikiteissä. Gadoliiniumionien (Gd {0}}) energiatasorakenne on suhteellisen yksinkertainen, eikä 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2 ja 4I energiatasojen välillä ole päällekkäisyyttä. 11/2 neodyymi-ionien (Nd 3+) kanssa, joten energiatasojen ristirelaksaatiota ja absorptiota ei synny, ja kiteiden luminesenssikykyä voidaan toteuttaa ja säädellä. Tutkimusryhmä seosti Gd:tä 3+ Nd:YAG-kiteisiin gradienttipitoisuuksilla optimoidakseen luminesenssisuorituskyvyn ja käytti vesikulaarikasvatusmenetelmää Nd:YAG- ja Nd:GdYAG-laserkiteiden kasvattamiseen eri gradienttipitoisuuksilla. Nd:YAG- ja Nd:GdYAG-pitoisuudet olivat 0.17-0,38 at% ja 0.{{20}}.86 klo. %, ja Nd:GdYAG-pitoisuudet olivat 0.18-0,32 at% isotrooppisessa osassa määritettynä laserstrippausinduktiivisesti kytketyllä plasmamassaspektrometrialla (ICP-MS). Absorptiokertoimet aallonpituudella 808 nm osoittavat kasvavaa trendiä eri kohdissa kiteen kasvusuunnassa, mikä edelleen osoittaa, että Nd 3+ -konsentraatiolla kiteissä on gradienttijakauma. 3 40 mm:n laserpalkki poistettiin kolmen kiteen samanhalkaisijaisesta osasta, pyöristetty ja päätypinta käsitelty, jäähdytyselementti suunniteltu ja käsitelty, päätypinta pumpattu, matalan pitoisuuden pää oli tuleva pää ja tasainen onkalorakenne ja laserin suorituskykytestit suoritettiin. 0.17-0.38 % Nd:YAG ja 0.18-0.32 % Nd:GdYAG laserin vinotehokkuus oli 52,8 % ja 55.{49} }%, ja suurin lähtöteho oli 0.17-0.38 at% ja 0.18-0.32 at% Nd:GdYAG, vastaavasti. Laserin vinotehokkuus 0.{50}}.86 % Nd:YAG on 47,4 % ja suurin lähtöteho on 6,82 W. Kun korkean pitoisuuden pää on tulopää, laserin suorituskyky heikkenee merkittävästi.
Kokeelliset tulokset osoittavat, että gradienttikonsentraatiokide voi tehokkaasti parantaa laserin tehokkuutta, ja gradienttipitoisuuden Nd:GdYAG lasersuorituskyky on parempi kuin likimääräisen gradienttipitoisuuden Nd:YAG-kiteen, ja gradienttipitoisuuden laserkiteen odotetaan tarjoavat uudentyyppisen kiteisen materiaalin perustan tehokkaalle laserteknologialle.
Tätä tutkimustyötä tukivat Kiinan kansallinen luonnontieteellinen säätiö (NSFC) ja Kiinan tiedeakatemian (CAS) nuorisoinnovoinnin edistämiskomitea.

Kiteiden isodiometrien pitoisuusjakauma

Kasvavat kristalliaihiot

Absorptiospektrit eri kohdissa kasvusuunnassa

Laserlähtötehon vaihtelu pumpun teholla kolmen tyyppisissä kristallipalkeissa