Cr:YAG - кристаллы для пассивной модуляции добротности
- Диапазон длин волн реализации лазера: 800 - 1580 нм.
- Порог повреждения: >500 МВт/см2.
- Твердость по шкале Мооса: 8,5.
- Ориентация: [100] или [110] <+/-0.5°.
Кристалл Cr:YAG, также известный как иттрий-алюминиевый гранат, легированный хромом, с химической формулой Cr:Y3Al5O12, обладает выдающимися кристаллическими характеристиками. Его уникальные физико-химические свойства позволяют использовать его не только в качестве переключателя добротности, но и как среду для усиления сигналов. Он нашел широкое применение в пассивных лазерах с модуляцией добротности, используемых в лазерных дальномерах, лидарах и системах лазерной искровой спектроскопии. Этот кристалл обладает рядом преимуществ, включая химическую стабильность, долговечность, устойчивость к УФ-излучению, хорошую теплопроводность, высокий порог повреждения (>500 мВт/см2) и удобство использования. В сравнении с традиционными материалами, такими как LIF, Cr:YAG демонстрирует более выдающиеся характеристики.
Cr:YAG - это широко применяемый электрооптический материал в пассивных лазерах, таких как Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YVO4 и другие, которые легированы Nd (или Yb). Эти лазеры имеют добротность и работают в диапазоне длин волн от 0,8 до 1,2 микрометров с использованием лазерных диодов или ламп накачки. Также он выступает в роли активной среды для полупроводниковых лазеров, которые могут перестраиваться в режиме непрерывной работы, генерации импульсов или самосмещения в ближнем инфракрасном диапазоне. Его способность к перестройке позволяет работать в диапазоне длин волн от 1340 до 1580 нм, а рабочая длина волны составляет от 950 до 1100 нм.
В диапазоне 1060 нм, насыщение поглощения может быть применено в небольших генераторах Nd:YAG, использующих либо лампу-вспышку, либо лазерную диодную накачку, вместо применения красителя или центрального пассивного Q-переключателя LiF:F. Это позволяет кристаллу Cr4+:YAG достичь состояния самоблокировки режима (KML), что открывает возможность создания лазерного источника с длительностью импульса менее 100 фс и длиной волны в диапазоне 1450-1580 нм.
Особенности:
- Высокая теплопроводность.
- Высокий порог повреждения (>500 МВт/см2).
- Радиационная стабильность.
- Превосходные физические и химические качества.
Физические и химические свойства
| Параметр | Значение | Ед. Измерениия |
|---|---|---|
| Формула |
Cr4+:Y3Al5O12 |
|
| Кристаллическая структура |
Кубическая |
|
| Константа решетки | a = b = c = 12.01 |
Å |
| Ориентация |
[100] или [110] < ±0.5°
|
|
| Плотность | 4,56 | г/см3 |
|
Модуль Юнга
|
335 | ГПа |
|
Предел прочности |
2 | ГПа |
| Температура плавления | 1970 |
°C |
| Теплопроводность | 0,1213 |
Вт⋅см-1⋅К-1 |
| Удельная теплоемкость | 0,59 |
Дж⋅г-1⋅К-1 |
|
Коэффициенты теплового расширения (25°C) |
7,8 [111] 7,7 [110] 8,2 [100] |
10-6⋅°C-1 |
|
Термическая ударопрочность |
800 | Вт/м |
|
Коэффициент затухания |
25 | дБ |
|
Коэффициент Пуассона |
0,25
|
|
| Показатель преломления (1064 нм) |
1,83
|
|
|
Ионы, компенсирующие заряд |
Ca2+, Mg2+ |
|
Оптические свойства
| Параметр | Значение | Ед. Измерениия |
|---|---|---|
| Оптическая плотность | 0,1 - 0,8 |
|
| Время жизни флуоресценции | 3,4 | мс |
| Концентрация | 0,5 - 3 | мол% |
| Длина волны лазера | 1350 - 1600 | нм |
| Коэффициент поглощения | 1 - 7 | см-1 |
|
Поперечное сечение поглощения в основном состоянии |
4,3 | 10-18 см2 |
|
Поперечное сечение поглощения в состоянии излучения |
8,2 | 10-19 см2 |
| Прозрачность | 10 - 90 | % |
|
Покрытие (1064 нм)
|
AR≤ 0.2% |
|
| Порог повреждения | >500 | МВт/см2 |
Полировка
| Параметр | Значение | Ед. Измерениия |
|---|---|---|
| Погрешность ориентации |
< 0,5 |
° |
|
Погрешность толщины / диаметра |
±0,05 |
мм |
| Плоскостность поверхностей (632 нм) | <λ/8 |
|
|
Волновое искажение (632 нм) |
<λ/4
|
|
|
Качество поверхности |
10/5 |
|
| Параллелизм |
10"
|
|
| Перпендикулярность | 5' |
|
| Апертура | >90 | % |
| Фаска |
<0,1×45°
|
|
|
HR-покрытие (1340 нм) |
≤= 0,2 |
% |
|
Диапазон размеров |
2 х 2 - 15 х 15 х 20 |
мм |
- Пассивный Q-переключатель для Nd: YAG лазера.
- Дистанционное зондирование.
- 3D-сканирование.
- Лидар.
- Лазерная маркировка.
- Лазерная сварка.
- Маркировка и надпись на гибкой печатной плате.
- Обработка микроотверстий и глухих отверстий в кремниевой пластине.
- Анти-поддельная этикетка.
