什么是YAG晶体
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发布时间：2022-04-20 05:48
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时间：2023-08-31 03:49
一、YAG系列晶体
1、Nd：YAG晶体：
Nd：YAG晶体是目前综合性能最为优异的激光晶体。激光波长10nm，广泛用于军事、工业和医疗等行业。能提供F1-20(D) ´ 10-140（L）mm的激光棒和各种板条元件，Nd浓度为0.6～1.1at.％。
2、Ce：Nd：YAG晶体
对于闪光灯泵浦的激光器而言，泵浦灯的发射光谱实际是一个宽带连续浦，只有少数的光谱峰和Nd离子吸收峰相匹配，所以一般的灯泵浦只利用了很少部分的光谱能量，效率较低。在Nd：YAG晶体的基础上添加Ce离子形成Ce：Nd：YAG是利用Ce离子能对紫外光谱区光子能量产生很好的吸收，并且将能量以无辐射跃迁的方式传递给Nd离子，从而增加了光谱的利用率，因此激光棒效率高、阈值低、重复频率特性好。另外，它将对Nd：YAG而言有害的紫外辐射（长时间的紫外辐射，会在Nd：YAG晶体内形成色心，从而降低晶体的激光性能）进行了有效的利用，因此抗紫外辐射、甚至可不用特殊的滤紫外石英套管。Ce：Nd：YAG因掺Ce以后晶体呈*，所以又叫黄棒。能提供F1-20(D) ´ 10-140（L）mm的激光棒和各种板条元件，Nd浓度为0.6～1.1at.％，Ce浓度为0.03～0.4at.％。
3、Yb：YAG晶体
Yb:YAG是三价镱离子(Yb3＋)掺入钇铝石榴石（YAG）基质中形成的一种产生1.03um近红外激光的激光晶体，其与Nd:YAG属于同一种基质，但由于掺杂不同而导致生长工艺有所不同。掺镱YAG由于量子效率高（91％），晶体光谱简单，无激发态吸收和上转换，且无荧光浓度猝灭，掺杂浓度高(可达30at.%以上)，有较长的荧光寿命（0.91ms），吸收带带宽(18nm)比Nd:YAG的(＜4nm）宽得多，能与二极管的泵浦波长有效耦合。在相同的输入功率下，Yb:YAG泵浦生热仅为Nd:YAG的1/4。而且YAG基质的物化特性综合性能最为优良，所以Yb:YAG已成为最引人注目的固体激光介质之一，LD泵浦的高功率Yb:YAG固体激光器成为新的研究热点，并将其视为发展高效、高功率固体激光器的一个主要方向。
4、Er：YAG晶体
Er：YAG激光波长为2.94微米，此波段激光较之二氧化碳激光的10.6微米更易被水、Ca、P等所吸收，多用于切开、切除多水份的身体软组织及骨切开术，性能大大优于二氧化碳激光刀。目前较多研究治疗牙周病及利用Er:YAG激光器代替高速涡轮牙钻，实施对牙体硬组织的切割等，这方面有应用前景可作关节游离体摘除、炎性滑膜摘除、半月板切除、经皮穿刺椎间盘减压术等。Er浓度为50at.％，能提供F1-10(D) ´ 10-120（L）mm的激光棒和各种板条元件。
Er:YAG
Erbium-doped YAG (Er:YAG) is an active laser medium lasing at 2940 nm. Its absorption bands suitable for pumping are wide and located between 600-800 nm, allowing for efficient flashlamp pumping. The dopant concentration used is high, about 50% of yttrium atoms is replaced. The Er:YAG laser crystals couple well into water and body fluids, making them especially useful for medicine and dentistry uses; it is used for treatment of tooth enamel and in cosmetic surgery. Er:YAG is used for noninvasive monitoring of blood sugar. The mechanical properties of Er:YAG are essentially the same as Nd:YAG. Er:YAG operates at relatively eye-safe wavelengths (while it hits the lens, it is absorbed in the eye so it does not damage retina), works well at room temperature, and has high slope efficiency.
5、Tm、Ho：YAG晶体
��Ho和Tm激光器有很大的市场潜力。由于Ho和Tm激光输出波长在2微米左右，与水的吸收峰相接近，有极好的对人体组织切割和凝血效果，可以用普通光纤传输，是理想的手术激光光源。人体组织对2μm激光吸收率高，几乎比Hd:YAG高3个数量级。所以用Ho:YAG激光器进行医疗手术时，不但可以提高手术效率和精度，而且可使热损伤区域减至更小。钬晶体产生的自由光束可消除脂肪而不会产生过大的热量，从而减少对健康组织产生的热损伤，据报道美国用钬激光治疗青光眼，可以减少患者手术的痛苦。美国已批准20多种2微米激光在医疗临床使用。可治疗多种疾病。2微米激光对人眼安全，大气穿透好，可作为激光雷达光源，其综合性能优于Nd：YAG和CO2激光器。
二、钛宝石激光晶体
钛宝石（Ti：sapphire，Ti3＋：Al2O3）是当今最优秀的可调谐激光晶体，调谐带宽：660nm~1100nm，吸收带位于400~600nm，峰值吸收在490nm附近。表征晶体质量除按光学晶体要求外，一个重要的指标是晶体的品质因素（figure of merit, 简称FOM）。FOM定义为：FOM=α490∏/α800∏，α490∏、α800∏分别表示晶体在490nm和800nm对∏偏振光的吸收系数。
Ti:sapphire激光跃迁的上能级寿命3us。
三、铌酸锂晶体：
1、掺氧化镁铌酸锂晶体
用途：Mgo:LiNbO3晶体被广泛用于倍频和光参量振荡，也可以用来加工电光Q开关。
特点：Mgo:LiNbO3晶体可以承受很高的功率而没有光折射率损伤。
尺寸：Q开关元件尺寸一般为9×9×25mm，其中9×9mm是通光面。倍频元件尺寸一般为5×5×12mm，其中5×5mm是通光面。产品尺寸也可以根据用户要求确定。
光学质量：无生长条纹，双折射率梯度一般为10-5/cm
相位匹配：I类，临界或非临界。对非临界区配Tpm在100C左右。
类型：对临界匹配，在80C左右，对10nm-532nm。
镀膜：对倍频，两光学面对10nm和532nm双波长增透，对Q开关，两光学面对10nm增透。
2、掺铁铌酸锂晶体
用途：Fe:LiNbO3晶体用于光学存储
光学质量：无生长条纹，双折射率梯度一般为10-5/cm
尺寸：按需求提供
3、其他掺杂光学级铌酸锂晶体
按需定制晶体。
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