Yb:YAG(掺镱钇铝石榴石)晶体是一种发展前景巨大的固体激光工作物质,由于 Yb4+ 离子具有 4f13 电子结构,它的吸收和发射谱带简单,激光上能级无激发态自吸收和上转换,辐射量子效率高,峰值位于 940nm 和 970nm 的吸收线宽宽,吸收系数大,与 InGaAs 二极管发光波长很好配,非常适合 LD 泵浦,加上 YAG 晶体基质的优异 光学和导热性能,因而是高效率高平均功率 LD 泵浦激光器的理想工作物质,国 际上已研制出 LD 泵浦输出 2KW 以上的高功率 Yb:YAG 激光器,并用于汽车制造 业激光加工。
Yb:YAG的优势:
• 光学品质优良,热导性能性能和机械性能好
• 激光上能级无激发态自吸收
• 吸收线宽,斜率效率高
• 能方便的用InGaAs二极管泵浦
| 材料 | Yb:YAG |
| Yb浓度公差(atm%) | 0.5, 1, 2, 3, 5, 7.5 , 10, 15, 20, 25% |
| 取向 | [001] or [110] or [111] <±0.5° |
| 平行度 | 10〞 |
| 垂直度 | 5ˊ |
| 表面质量 | 10-5(MIL-O-13830A) |
| 波前畸变 | λ/4@632nm |
| 表面平整度 | λ/8@632nm |
| 透明光圈 | >95% |
| 倒角 | <0.1×45° |
| 厚度/直径公差 | ±0.05 mm |
| 最大尺寸 | dia 50×100 mm |
| 镀膜 | AR/AR@940+1030;HR@940+AR1030 |
| 晶体结构 | 立方 – la3d |
| 晶格常数 | 12.01 Å |
| 密度 | 4.56±0.04 g/cm3 |
| 熔点 | 1970 °C |
| 导热系数 /(W·m-1·K-1@25°C) | λ/4@632nm |
| 比热/ (J·g-1·K-1) | 0.59 |
| 热光系数(dn/dT) | 7.3×10-6/℃ |
| 热膨胀 /(10-6·K-1@25°C ) | 8.2 [100] 7.7 [110] 7.8 [111] |
| 硬度(莫氏) | 8.5 |
| 杨氏模量 /GPa | 317 |
| 剪切模量 /Gpa | 54.66 |
| 消光比 | 25 dB |
| 拉伸强度/Gpa | 0.13-0.26 |
| 可溶性 | Water: Insoluble; Common Acides: Slightly |
| 泊松比 | 0.25 |
| 激光跃迁 | 2F5/2→2F7/2 |
| 激光波长 | 1030 nm |
| 光子能量 | 1.93×10-19J(@1030 nm) |
| 泵吸收带宽度 | 8 nm |
| 损失系数 | 0.003 cm-1 |
| 二极管泵带 | 940 nm or 970 nm |
| 发射截面 | 2.0×10-20cm2 |
| 荧光寿命 | 1.2 ms |
| 发射线宽 | 9 nm |
| 折射率 @1.030 μm | 1.82 |
| 热光系数 | 9× 10-6/℃ |