Nd:YAG 晶体 | 特性、1064nm 激光波长及核心应用

品名： 掺钕的钇铝石榴石晶体
简化化学式：Nd:YAG  (Nd:Y3 Al5 O15)
材质成分： 晶体材料（主要成分：钇41.2%，铝20.8%，氧37.0%，钕 1.0%）
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• 产品简介：

掺钕的钇铝石榴石(Nd:YAG)晶体属立方晶系的光学各向同性晶体,是目前最普遍使用的固体激光工作介质之一。其母体为钇铝石榴石晶体（YAG），具有立方晶体结构，物理性能稳定。通过向YAG晶格中掺杂三价钕离子（Nd³⁺），形成具有激光增益特性的Nd:YAG晶体。现代Nd3+：YAG晶体是应用最广泛的固体激光材料.这些晶体的特点是增益带宽相对较小，从而可以获得较高的增益效率和较低的激光阈值。Nd：YAG晶体具有优良的热性能和力学性能。采用直拉法可以获得高光学质量、大直径的Nd：YAG晶体。

本产品是用化学原料在高温环境中（高温生长炉内）反应并生长制成掺钕的钇铝石榴石激光晶体。掺钕的钇铝石榴石晶体具有良好的透明度、高硬度（莫氏硬度可达8.5）、高熔点（1950℃）、不溶于水、硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸等强酸强碱，在泵浦光源的作用下会产生激光，它具有高量子效率和长荧光寿命的特点‌。此外，它具有良好的抗热蠕变性、各向同性和高机械强度。

 

Nd：YAG晶体主要特性：
- 立方对称的各向同性晶体
- 导热性能高
- 采用Czochralski法获取大直径和高光学质量的光斑
- 在808 nm附近有宽吸收带且激光阈值低，与AlGaAs激光二极管的发射相匹配

钇铝石榴石晶体根据要求常被制成棒状或片状，出光面需要精密抛光和镀膜。‌

• 工作原理：

Nd:YAG激光器是以Nd3+作为激活离子，在激光泵浦灯或激光二极管LD的能量激发下，掺钕的钇铝石榴石晶体（Nd:YAG）产生波长为1064 nm的激光辐射。首先，需要对YAG晶体棒进行精密加工，并在其两端镀上适当的光学膜层。随后，将其与高反射镜和输出镜等元件配套组合，安装在激光腔内。当通过卤素灯或激光二极管等泵浦源输入能量后，系统即可输出所需的激光。

• 生产工艺：
• 材料制备：将钕掺杂的高纯氧化钇和氧化铝原料置于高温生长炉中，通过高温化学反应实现晶体生长，制得钕掺杂的钇铝石榴石晶体（Nd:YAG）晶体毛坯。
• 初步加工：对晶体毛坯进行质量检测，确认合格后，根据设计要求对晶体进行切割，获得所需的外形和尺寸。
• 精密加工：采用铣磨、精磨及抛光等精密加工工艺，确保晶体达到严格的几何尺寸公差及优良的光学表面质量。
• 表面处理：在经抛光处理的晶体表面上按照要求镀上所需要的介质膜（增透膜或反射膜）。

 

• 应用领域：  

掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG )是最早和最著名、应用最普遍的激光工作媒介。由于它的很多基本性能优异，故Nd:YAG仍常被应用于近远红外固态激光及其倍频，三倍频中，还可以用于二极管泵浦全固态微小型激光器中, 得到的红、绿、蓝色激光，比Nd:YVO4效率更高、更易实现；Nd:YAG也大量用于科研、医疗及工业激光器中， 如各种规格的测距仪，激光治疗仪、美容仪，激光打标机、打孔机等激光加工机械中。在需要高功率、高能量、Q开关和锁模超短脉冲激光等场合，Nd:YAG更是首选。

•   工业加工领域的激光打标、打孔、焊接与雕刻
•   医疗领域的手术治疗与美容祛斑
•   科研领域的激光实验与非线性光学研究

Tags: Nd:YAG 晶体

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