Mokslo salos komanda daro naują pažangą gradiento koncentracijos Nd:YAG ir Nd:GdYAG kristalų paruošimo ir lazerio veikimo tyrimų srityje

Neseniai mokslininko Zhang Qingli grupė iš Anguang instituto Hefėjaus medžiagų instituto, Kinijos mokslų akademijos ir mokslininko Jiang Haihe grupė iš Kinijos mokslų akademijos sveikatos instituto toliau bendradarbiavo tiriant gradiento koncentracijos lazerio kristalų augimą ir lazerio veikimą. Išauginti Nd:YAG ir Nd:GdYAG lazeriniai kristalai su skirtingomis gradiento koncentracijomis, naudojant pūslelės metodą, o Nd:GdYAG lazerio našumas yra geresnis nei apytikslės gradiento koncentracijos Nd:YAG kristalo, o atitinkami tyrimų rezultatai buvo paskelbti " Gradiento koncentracijos lazerio kristalų augimas“. Nd:GdYAG lazerio našumas yra geresnis nei Nd:YAG su apytiksle gradiento koncentracija, o susijusių tyrimų rezultatai buvo paskelbti tarptautiniu mastu pripažintame optikos TOP žurnale „Optics and Laser Technology“ pavadinimu „Nd:YAG augimas ir lazerio našumas“. Serija kristalai su gradiento koncentracija“.
Lazerinių kristalų aktyvuotų jonų liuminescenciją paprastai veikia tokie veiksniai kaip ligandai ir kristalų laukai matricos kristaluose. Gadolinio jonų (Gd {{0}}) energijos lygio struktūra yra gana paprasta ir 4F 3/2, 4I, 15/2, 4I, 13/2 ir 4I energijos lygiai nesutampa. 11/2 su neodimio jonais (Nd 3+), kad nebūtų sukurtas kryžminis energijos lygių atsipalaidavimas ir absorbcija, o kristalų liuminescencija gali būti realizuojama ir reguliuojama. Tyrėjų komanda sumaišė Gd 3+ į Nd:YAG kristalus su gradiento koncentracija, kad optimizuotų liuminescencijos efektyvumą, ir naudojo vezikulinio augimo metodą Nd:YAG ir Nd:GdYAG lazeriniams kristalams su skirtinga gradiento koncentracija auginti. Nd:YAG ir Nd:GdYAG koncentracijos buvo 0.17-0,38 at% ir 0.{{20}}.86 %, o Nd:GdYAG koncentracijos izotropinėje dalyje buvo 0.18-0,32 at%, kaip nustatyta lazerio pašalinimo induktyviai susietos plazmos masės spektrometrija (ICP-MS). Sugerties koeficientai esant 808 nm rodo didėjančią tendenciją skirtingose ​​kristalų augimo krypties padėtyse, o tai dar labiau rodo, kad Nd 3+ koncentracija kristaluose turi gradiento pasiskirstymą. 3 40 mm lazerio juosta buvo pašalinta iš vienodo skersmens trijų kristalų dalies, suapvalinta ir galas apdorotas, suprojektuotas ir apdorotas aušintuvas, galas pumpuojamas, o mažos koncentracijos galas buvo krintantis galas ir buvo atlikti plokščios ertmės struktūros ir lazerio veikimo bandymai. 0.17-0.38 at% Nd:YAG ir 0.18-0.32 at% Nd:GdYAG lazerio pasvirimo efektyvumas buvo 52,8% ir 55.{49} }%, o maksimali išvesties galia buvo atitinkamai 0.17-0.38 at% ir 0.{47}}.32 at% Nd:GdYAG. Lazerio pasvirimo efektyvumas 0.{50}}.86 % Nd:YAG yra 47,4%, o maksimali išėjimo galia yra 6,82 W. Kai didelės koncentracijos galas yra krintantis galas, lazerio našumas sumažėja gerokai.
Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad gradiento koncentracijos kristalas gali veiksmingai pagerinti lazerio išvesties efektyvumą, o gradiento koncentracijos Nd: GdYAG lazerio našumas yra geresnis nei apytikslės gradiento koncentracijos Nd: YAG kristalo, o gradiento koncentracijos lazerio kristalas suteikti naujo tipo kristalinės medžiagos pagrindą didelio efektyvumo lazerių technologijoms.
Šį mokslinį darbą palaikė Kinijos nacionalinis gamtos mokslų fondas (NSFC) ir Kinijos mokslų akademijos (CAS) jaunimo inovacijų skatinimo komitetas.

Kristalų izodiometrų koncentracijos pasiskirstymas

Augantys krištolo ruošiniai

Absorbcijos spektrai skirtingose ​​augimo krypties vietose

Lazerio išėjimo galios kitimas su siurblio galia trijų rūšių kristalų juostose