摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)
摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)晶體是一種性能優良的激光晶體,適于制造激光二管泵浦是中低功率的激光器。與Nd:YAG相比Nd:YVO4對泵浦光有較高的吸收系數和更大的受激發射截面。現在Nd:YVO4激光器已在機械、材料加工、波譜學、晶片檢驗、顯示器、檢測、激光印刷、數據存儲等多個領域得到廣泛的應用。
Nd:YVO4晶體的基本屬性
原子密度 1.26x1020 atoms/cm3(Nd1.0%)
晶體結構四方,空間群D4h-I4/amd
a=b=7.1193A,c=6.2892A
密度 4.22g/cm3
莫氏(Mohs)硬度 4-5(近似玻璃)
熱膨脹系數(300K)αa=4.43x10-6/K
αc=11.37x10-6/K
熱傳導系數(300K)//C:0.0523W/cm/K
⊥C:0.0510W/cm/K
Nd:YVO4晶體的特性
晶體特性
發射波長 1064nm,1342nm
熱光系數(300K)dno/dT=8.5×10-6/K
dne/dT=2.9×10-6/K
受激輻射截面
25×10-19cm2 @ 1064nm
熒光壽命 90μs(1%)
吸收系數 31.4cm-1@810nm
內在損失 0.02cm-1@1064nm
增益帶寬 0.96nm@1064nm
化激光輻射
π偏振;平行于光軸(C軸)
二管泵浦光—光效率
>60%
Nd:YVO4晶體的Sellmeier方程式如下:
n02=3.77834+0.069736/(λ2-0.04724)-0.010813λ2
ne2=4.59905+0.110534/(λ2-0.04813)-0.012676λ2
Nd:YVO4激光特性
1.與Nd:YAG相比,Nd:YVO4的優勢在于更寬的吸收帶寬范圍內,具有比Nd:YAG高5倍的吸收效率,而且在808nm左右峰值吸收波長,完夠當前高功率激光二管的標準。這使得我們可以利用更小的晶體來制造體積越來越小的激光器。同時還意味著激光二管可以用較小的功率輸出特定的能量,從而延長了其使用壽命。Nd:YVO4的吸收帶寬可達Nd:YAG的2.4-6.3倍,這一特性同樣具有大的開發價值。除了較高的泵浦效率外,在二管的規格上提供了更大的選擇空間,這將為激光器生產商節省更多的制造成本。
2.Nd:YVO4在1064nm和1342nm處具有較大的受激發射截面。在a軸方向Nd:YVO41064nm波的受激發射截面約為Nd:YAG的4倍,而1342nm的受激發射截面可達Nd:YAG在1.3um處的18倍,故Nd:YVO41342nm波的連續輸出效率要大大過Nd:YAG,這使得Nd:YVO4激光的兩個波長都可以更容易保持一個較強的單線激發。
3.Nd:YVO4的另一重要特點是它屬單軸晶系,發射線性偏振光,因此可以避免在倍頻轉換時產生雙折射干擾,而Nd:YAG是高勻稱性的正方晶體,無此特性。雖然Nd:YVO4的熒光壽命比Nd:YAG短2.7倍左右,但是因為Nd:YVO4具有較高的泵浦量子效率,所以在設計理想的光腔中仍然可獲得相當高的斜率效率。
下表比較了Nd:YVO4與Nd:YAG光的主要特性,包括受激發射截面(σ),吸收系數(α)熒光壽命(τ),吸收長度(La),閾值功率(Pth)以及泵浦量子效率(η)等。
Nd:YVO4晶體的品質規范
波前畸變:<λ/4@633nm
尺寸公差::(W&plun;0.1mm)x(H&plun;0.1mm)x(L+0.2mm/-0.1)
通光孔徑:>90%central area
平面度:λ/8@633 nm,λ/4@633nm(厚度小于2mm)
光潔度:10/5美國軍標
平行度:20 arc seconds
垂直度:5 arc minutes
角度公差:<&plun;0.5°
增透膜:1064nm,R<0.2%,HR鍍膜:1064nm R>99.8%,808nm T>95%







