Co:Spinel - кристаллы для пассивной модуляции добротности
- Диапазон длин волн реализации лазера: 1200 - 1600 нм.
- Порог повреждения: >500 МВт/см2.
- Твердость по шкале Мооса: 8,2.
- Ориентация: [100] или [111].
Кристалл Co:Spinel, также известный как шпинель алюмината магния, легированная кобальтом, с химической формулой Co2+: MgAl2O4. Имеет потенциал для успешного использования в методе пассивной модуляции добротности.
Легированная кобальтом шпинель может генерировать короткие наносекундные импульсы на безопасной для глаз длине волны 1,5 мкм. В спектре поглощения MgAl2O4, легированного Co2+, наблюдается широкая полоса поглощения в диапазоне длин волн 1200 - 1600 нм, что свидетельствует о замещении ионами Co2+ тетраэдрически координированных ионов Mg2+ в решетке MgAl2O4. Пассивная модуляция добротности твердотельных лазеров с помощью насыщающихся поглотителей является весьма привлекательной технологией модуляции добротности, поскольку позволяет создавать компактные и недорогие нано- и субнаносекундные импульсные лазерные источники. В промышленных условиях лазерное излучение с длиной волны 1,5 мкм обладает высоким уровнем безопасности для глаз. Другими преимуществами этой длины волны являются высокая прозрачность атмосферных и кварцевых волноводов, а также наличие чувствительных фотоприемников для работы при комнатной температуре (фотодиоды Ge и InGaAs). Пик поглощения Co:Spinel находится вблизи 1520 нм, что наиболее часто используется в лазерах для обеспечения безопасности глаз.
Особенности:
- Высокий коэффициент добротности резонатора.
- Широкая полоса поглощения.
- Высокая поглощательная способность.
- Длительная продолжительность возбуждённого состояния.
- Редкое поглощение в возбужденном состоянии.
- Равномерно распределенный кобальт.
Физические и химические свойства
| Параметр | Значение | Ед. Измерениия |
|---|---|---|
| Формула |
Co2+:MgAl2O4 |
|
| Кристаллическая структура |
Кубическая |
|
|
Константа решетки |
a = b = с = 8,07Å |
|
| Плотность | 3,62 | г/см3 |
| Температура плавления | 2105 | °C |
|
Показатель преломления (1,54 мкм) |
1,6948
|
|
| Теплопроводность (25°C) |
0,033 |
Вт⋅см-1⋅К-1 |
| Твердость по шкале Мооса |
8,2
|
|
| Удельная теплоемкость | 5,9 | Дж⋅г-1⋅К-1 |
| Коэффициенты теплового расширения (25°C) |
1,046⋅10-6 |
°C-1 |
|
Коэффициент экстинкции |
25 | дБ |
| Ориентация |
[100] или [111] < ±0.5°
|
|
| Оптическая плотность |
0,1 - 0,9
|
|
|
Порог повреждения |
>500 | МВт/см2 |
|
Концентрация легирующего элемента Co2+ |
0,01 - 0,3 |
% |
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Ед. Измерениия |
|---|---|---|
| Концентрация |
0,05 - 0,35 |
мас.%
|
| Коэффициент поглощения |
0 - 7 |
см-1
|
| Сечение поглощения в основном состоянии GSA |
28 (±4) @1340nm
3,5（±0,4）@1540nm |
10-20 см2
|
|
Сечение поглощения в возбужденном состоянии ESA |
200（±0.6）@1340nm
1.0（±0.6）@1540nm |
10-20 см2 |
| Диапазон рабочих длин волн |
1200 - 1600
|
нм
|
|
Конфигурация торца |
Плоская/Плоская
|
|
| Добротность (FOM) |
100 - 300
|
|
| Покрытие |
Антирефлексное (R<0.2%)
|
- Пассивный Q-переключатель для радарных и дальномерных лазеров Er:Glass.
- Пассивный переключатель добротности для медицинских лазеров.
- Субминиатюрный импульсный лазер с диодной накачкой.
- Радиолокационный и лазерный дальномер с импульсным лазером 1535 нм (1 кГц).
