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Yb:YAG晶体是一种很有前景的激光工作物质. 该晶体比起其它传统的掺钕激光系统更适合用于二极管泵浦激光系统. 与常用的Nd:YAG晶体相比, Yb:YAG晶体具有更大的吸收带宽, 降低了对二极管激光器热控制的要求. 该晶体具有较长的激光能级寿命, 每单位泵浦功率的热负荷低3~4倍. Yb:YAG晶体在1030nm是可以很好的替代Nd:YAG晶体(1064nm), 其二次谐波在515nm可以代替氩离子激光器(体积大,发射波长514nm).
Yb:YAG晶体的特征：
- 很低的部分热值,小于11%
- 非常高的输出斜率效率
- 宽的吸收带,在940nm处约8nm.
- 没有激发态吸收或上转换
- 可以方便地通过可靠的InGaAs二极管在940nm(或970nm)泵浦
- 高导热性和机械强度大
Yb:YAG晶体结构性能:
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晶体结构 |
Cubic |
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点阵常数 |
12.01 Å |
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熔点 |
1970 °C |
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莫氏硬度 |
8.5 |
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密度 |
4.56±0.04g/cm3 |
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比热 (0-20) |
0.59J/g.cm3 |
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弹性模量 |
310GPa |
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杨氏模量 |
3.17 x 104 Kg/mm2 |
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泊松比 |
0.3(est.) |
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抗拉强度 |
0.13~0.26 GPa |
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热膨胀系数 |
[100]Direction:8.2x10-6 / °C (0~250 °C ) [110]Direction:7.7x10-6 / °C (0~250 °C ) [111]Direction:7.8x10-6 / °C (0~250 °C ) |
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导热系数 |
14W/m/K(@20 °C ) 10.5W/m/K(@100 °C ) |
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耐热冲击性 |
790W/m |
Yb:YAG晶体光学性能:
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掺杂浓度 |
Yb: 0.5 ~ 25 at% |
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激光跃迁 |
2F5/2 -> 2F7/2 |
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激光波长 |
1030nm |
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光子能量 |
1.93×10-19J(@1030nm) |
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辐射线宽 |
9nm |
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辐射截面 |
2.0×10-20cm2 |
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荧光寿命 |
1.2 ms |
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泵浦波长 |
940nm or 970nm |
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泵浦吸收带宽 |
8 nm |
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折射率 |
1.82 |
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热光系数 |
9 × 10-6/ °C |
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损失系数 |
0.003 cm-1 |
Yb:YAG晶体产品规格:
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晶轴方向 |
<111> or <100]> crystalline within 5° |
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波前畸变 |
λ /8 @ 633 nm |
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消光比 |
>25dB |
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尺寸公差 |
Diameter: ±0.025 mm, Length: ±0.5 mm |
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表面质量 |
10/5 Scratch / Dig per MIL-O-1380A |
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平行度 |
< 10 arc seconds |
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垂直度 |
< 5 arc minutes |
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平坦度 |
< λ /10 @ 633 nm |
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倒角 |
<0.1 mm @ 45deg. |
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侧面加工 |
Ground Finish: 400# Grit |
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AR膜反射率 |
0.25% @ 1030nm |