العقيق على أساس سكانديوم الإيتريوم والألمنيوم. القنابل الاصطناعية
هناك عدة أنواع من الأحجار المركبة غير الموجودة في الطبيعة. نمت هذه البلورات عن طريق الصدفة عند إجراء بحث في مجال فيزياء الحالة الصلبة. بعض هذه البلورات ، بعد القطع ، بدأ استخدامها في المجوهرات.
تيتانات السترونشيوم
واحدة من هذه هي تيتانات السترونتيوم الاصطناعية ، التي نمت في موقد Verneuil. يحتوي تيتانات السترونتيوم على التركيب الكيميائي SrTiO3. تتشابه تيتانات السترونشيوم ومعدن البيروفسكايت (CaTiO3) في هيكلها المكعب وشكلها البلوري. تيتانات السترونتيوم متناحية الخواص ، عديمة اللون تقريبًا ، لها معامل انكسار في ضوء الصوديوم يبلغ 2.410 ، تشتت 0.19 في النطاق من B إلى G ، الثقل النوعي 5.1 ، الصلابة 6. له أيضًا أسماء أخرى مثل starilian ، fabulite ، دياجيم. تشبه تيتانات السترونتيوم المقطوعة بشكل لامع الماس ، على الرغم من أنه يمكن التعرف عليها بسهولة حتى من خلال صلابتها أو جاذبيتها النوعية البالغة 3.52 ، ولا تتألق في الضوء فوق البنفسجي. نظرًا لحقيقة أن تيتانات السترونتيوم يمكن تمييزها بسهولة عن الماس ، لم يتم استخدامها في المجوهرات.
نيوبات الليثيوم
مادة أخرى غير موجودة في الطبيعة ولكن يمكن زراعتها صناعياً هي الليثيوم نيوبات. دخلت نيوبات الصوديوم سوق المجوهرات الأمريكية تحت اسم Linobat. يزرع نيوبات الليثيوم في الغالب عديم اللون ، ولكن إذا تمت إضافة إضافات خاصة ، يمكن أن يتحول اللون الأحمر إلى اللون الأرجواني. يحتوي نيوبات الليثيوم على التركيب الكيميائي LiNbO3. في خواصه الكيميائية ، فهو قريب جدًا من خصائص تيتانات السترونشيوم. ولكن على عكس تيتانات السترونشيوم ، فإن هذه المادة المزروعة صناعياً ليست خواص الخواص ، ولكنها أحادية المحور أو ثلاثية الزوايا. يحتوي نيوبات الليثيوم على معامل انكسار لشعاع عادي في ضوء الصوديوم يبلغ 2.30 ، وهو معامل انكسار لحزمة غير عادية تبلغ 2.21. نيوبات الليثيوم له صلابة 5.5 ، ثقل نوعي 4.64 ، تشتت 0.120 في النطاق من B إلى G ، وهو أعلى بثلاث مرات من تشتت الماس.
لقد صنع الفيزيائيون عدة مواد متشابهة جدًا في بنية القنابل اليدوية. لا توجد مثل هذه المعادن في الطبيعة. هذه المواد الشبيهة بالعقيق لها الصيغة الكيميائية X3AL3O12. يتم إنشاء هذه المواد في موقد Verneuil أو وفقًا لطريقة Czochralski ، حيث يتم إنزال معدن طبيعي معلق فوق الذوبان كبذرة حتى يلامس سطح المصهور ، ثم يتم رفعه وفي نفس الوقت يكون استدارة. وبسبب هذا ، يتم الحصول على البلورة بشكل أسطواني كبير. هذه العملية تسمى أيضًا سحب الذوبان. أكثر هذه المواد طلبًا هي عقيق الإيتريوم والألمنيوم والدايمونر. عادة ما يتم صنع عقيق الإيتريوم من الألمنيوم وعقيق Daimoner عديم اللون ، ولكن يمكنك منحهم لونًا مختلفًا عن طريق إضافة شوائب خاصة لذلك. على سبيل المثال ، إذا تمت إضافة الكروم ، ستتحول المادة إلى اللون الأخضر وتبدو مثل الديمانتويد. من الممكن التمييز بين مادة اصطناعية والديمانتويد عن طريق الثقل النوعي ، حيث أن الثقل النوعي للمادة هو 4.6 ، في حين أن الثقل النوعي للديمانتويد أقل بكثير.
الصيغة الكيميائية YAG::. يعمل هذا الليزر على مخطط من أربعة مستويات. المستوى الأول ، المسمى المستوى الرئيسي ، يتوافق مع أدنى قيمة ممكنة للطاقة التي يمكن أن تمتلكها الأيونات.
عدد الأيونات ذات الطاقة الدنيا هي الأغلبية. عدد الأيونات عند مستويات طاقة أعلى أصغر بشكل ملحوظ وهو يخضع لتوازن توزيع بولتزمان. في ليزر عقيق النيوديميوم ، تكون مستويات العمل المنخفضة مكتظة بالسكان ، وبالتالي لا يتم إنفاق الجزء الأكبر من طاقة المضخة على تكوين مجموعة عكسية () ، ولكن على التغلب على الخسائر في الرنان وعلى إشعاع الإخراج المفيد. في هذه الحالة ، لكي يحدث التوليد ، يكفي النقل إلى المستوى 3 فقط لجزء صغير من الأيونات الموجودة على مستوى الأرض. هذا يميز بشكل إيجابي هذا النوع من الليزر عن الليزر الذي يعمل وفقًا لمخطط من ثلاثة مستويات. في الأخير ، يكون مستوى الأرض هو مستوى العمل الأدنى ، ولإنشاء مجموعة عكسية () ، يلزم نقل نصف الأيونات على الأقل من مستوى الأرض إلى المستوى الثابت 2 ، مع مراعاة الخسائر في مرنان وإشعاع مفيد ، أكثر من النصف. لذلك ، في الليزر ثلاثي المستويات (على سبيل المثال ، على الياقوت) ، يتم إنفاق طاقة المضخة بشكل غير منتج وتتضح كفاءتها أن تكون أقل بكثير. تسمى حالة البيئة ، عندما N3> N2 ، الانعكاس السكاني لمستويات الطاقة. عقيق الإيتريوم والألمنيوم المشبع بالنيوديميوم هو مادة فريدة من نوعها مع توصيل حراري جيد وصلابة عالية وخصائص بصرية مرضية. مناسب للتوليد في الوضع المغلق. يتيح العمر الطويل لمستوى الليزر العلوي (t = 0.23 مللي ثانية) أن يكون YAG جيدًا جدًا لتشغيل Q-switched. يمكن أن تعمل ليزر YAG في الوضعين المستمر والنبضي. في كلتا الحالتين ، تُستخدم المصابيح الخطية بشكل شائع في الدوائر ذات الإضاءة البيضاوية المفردة ، مع ترتيب وثيق للمصباح والكريستال ، أو مع إضاءة متعددة القطع الناقص. للتشغيل في الوضعين النبضي والمستمر ، يتم استخدام مصابيح زينون متوسطة الضغط (500-1500 مم زئبق) ومصابيح كريبتون عالية الضغط (4-6 ضغط جوي) ، على التوالي. عادة ما تكون أحجام القضيب هي نفس أحجام ليزر الياقوت. معلمات خرج ليزر YAG هي كما يلي: في الوضع المتعدد المستمر ، تصل طاقة الخرج إلى 200 واط ؛ في الليزر النبضي مع معدل تكرار النبض العالي (50 هرتز) ، يبلغ متوسط طاقة الخرج حوالي 500 واط ؛ في وضع Q-switched ، يصل الحد الأقصى لطاقة الإخراج إلى 50 ميجاوات ؛ في وضع القفل ، تصل مدة النبض إلى 20 ps. في كلا الوضعين النبضي والمستمر ، تبلغ الكفاءة التفاضلية حوالي 1-3٪.
24. ليزر أشباه الموصلات. مبدأ التشغيل ، أنواع ليزر أشباه الموصلات. خصائص الطيف والتوليد.
ينبعث ليزر أشباه الموصلات (SPL) إشعاعًا في نطاق الطول الموجي من 0.32 إلى 32 ميكرون. تستخدم بلورات أشباه الموصلات كوسيط نشط. يستخدمون التحولات الضوئية التي تنطوي على ناقلات تيار حر في البلورات ، أي إشراك الدول في النطاقات الإلكترونية.
تتميز ليزر أشباه الموصلات بالميزات التالية:
حجم صغير جدًا لمنطقة الانبعاث ،
كفاءة عالية جدا (50-60٪) ،
قوى صغيرة.
بالمقارنة مع ليزر أشباه الموصلات الغازية والصلبة ، فإن لديهم:
تماسك أقل ،
الاتجاهية (1-6 درجة) و
أحادية اللون للشعاع (حوالي 5 نانومتر).
وفقًا لطريقة الضخ ، يتم تقسيم ليزر أشباه الموصلات إلى:
حقنة،
مع ضخ الانهيار في مجال كهربائي ،
يضخها شعاع من الإلكترونات السريعة ،
مع الضخ البصري
تعمل ليزرات أشباه الموصلات في الغالب في الوضع النبضي وفي درجات حرارة منخفضة ، والتي تنتج عن الحاجة إلى توفير إزالة الحرارة ، فضلاً عن حقيقة أنه مع انخفاض درجة الحرارة ، يحدث التوليد بكثافة تيار أقل. كوسيط نشط ، يتم استخدام زرنيخيد الغاليوم مع تقاطع pn الذي يولد إشعاعًا بطول موجة يبلغ 0.84 ميكرومتر ، وسبائك زرنيخيد الغاليوم وفوسفيد الغاليوم على نطاق واسع. يتم تحفيز الوصل pn عن طريق حقن الإلكترون.
تختلف ليزر أشباه الموصلات عن أنواع الليزر الأخرى في صفاتها وهيكلها ومبادئ عملها. يتم تحديد مستويات الطاقة المتعلقة بانتقال الليزر من خلال الشبكة البلورية بأكملها. هذه الحالات ليست منفصلة ، ولكنها مدمجة في مناطق الطاقة ، وهي 
مجموعات من حالات الطاقة متقاربة للغاية. هناك نطاقي طاقة مهمان لليزر: نطاق التكافؤ وشريط التوصيل.
شريط التكافؤ هو أعلى حالة مليئة بالإلكترونات. يقع نطاق التوصيل أعلاه ويفصل بينه وبين منطقة طاقة تسمى فجوة النطاق ، حيث لا توجد حالات إلكترونية. عندما يتم امتصاص الطاقة ، تنتقل الإلكترونات من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل. تبقى الثقوب في شريط التكافؤ. وبالمثل ، يمكن للإلكترون أن يخرج من نطاق التوصيل ويعاد الاتحاد مع وجود ثقب في نطاق التكافؤ. أثناء إعادة التركيب ، ينبعث فرق الطاقة في شكل إشعاع. يتم حقن الإلكترونات من الجانب من النوع n وإعادة تجميعها في المنطقة الانتقالية. نتيجة لذلك ، يتم إنشاء تيار. تسمى هذه الليزرات ليزر الحقن. عندما يمر التيار ، يجب إنشاء عدد كافٍ من الثقوب والإلكترونات بحيث يتجاوز الإشعاع المتولد أثناء إعادة تركيبها الخسائر المرتبطة بهروب حيود الضوء من المنطقة النشطة ، وانتقال الضوء عند حدود التقاطع ، والامتصاص من الضوء بواسطة الناقلات المجانية في منطقة التقاطع. لذلك ، هناك كثافة تيار عتبة مطلوبة لعملية الليزر.
لا تحتوي ليزر أشباه الموصلات على تباعد صغير في الحزمة ، حيث ينبعث إشعاعها من خلال فتحة محدودة بعرض انتقال صغير. ينتج عن الانحراف من نطاق انتقالي ضيق زاوية انبعاث أوسع من تلك الخاصة بأنواع الليزر الأخرى. لذلك ، فإن إشعاع ليزر زرنيخيد الغاليوم ، على سبيل المثال ، له شكل شعاع بيضاوي بزاوية تشتت 0.5 تساوي عدة درجات في الاتجاه الموازي للانتقال والأبعاد الكبيرة في الاتجاه العمودي على الانتقال.
تيتانات السترونشيوم (رائع)
بالمقارنة مع الروتيل ، فإن هذا الحجر الاصطناعي أكثر ملاءمة لاستبدال الماس في المجوهرات. إنه عديم اللون تمامًا ، متناحي الخواص بصريًا ، ومعامل انكساره (2.41) يشبه مؤشر الماس. تشتت الخرافات (0.1 - 0.2) أعلى ، مما يوفر لعبة جميلة عند تغيير زوايا حدوث أشعة الضوء أو الإضاءة. صلابة الفابولايت هي 5.5 - 6.5 ، لذا ينصح باستخدامها لصنع الأقراط أو الدلايات ، وليس في الخواتم ، حيث تتآكل بشكل أسرع.
يتم تصنيع تيتانات السترونشيوم وفقًا للطريقة المعروفة لـ M. A. Verneuil.
بعد النمو ، يجب تلدين البلورات في نفاثة أكسجين عند درجة حرارة منخفضة. في الخارج ، يتم تنفيذ الإنتاج الصناعي من fabu-lit بواسطة National Ice and Co. (الولايات المتحدة الأمريكية). لم يتم إنتاج Fabulit في الاتحاد السوفياتي.
عقيق الإيتريوم الألومنيوم (YAG)
يحتوي أكسيد الإيتريوم والألومنيوم (Y 3 A1 5 O 12) على هيكل من العقيق وغالبًا ما يطلق عليه عقيق الإيتريوم والألمنيوم - YAG أو garnetite. يزرع YAG في أغلب الأحيان وفقًا لطريقة Czochralski ، ومع ذلك ، فإن طريقة التبلور من الذوبان مع التدفق تعطي أيضًا نتائج جيدة. شروط تخليق YAG تشبه إلى حد بعيد شروط زراعة اكسيد الالمونيوم.
في البداية ، تم استخدام عقيق الإيتريوم والألمنيوم فقط في الهندسة ؛ بإضافة بعض اللانثانيدات (على وجه الخصوص ، النيوديميوم) ، نمت البلورات المستخدمة في تكنولوجيا الليزر: بالإضافة إلى ذلك ، تعمل بلورات YAG كركيزة في تركيب العقيق المغنطيسي الحديدي المستخدم في تكنولوجيا الليزر والإلكترونيات اللاسلكية.
في السنوات الأخيرة ، تم استخدام YAG على نطاق واسع في المجوهرات. بفضل إضافة اللانثانيدات ، أصبح من الممكن الحصول على بلورات بألوان مختلفة - أحمر ، أخضر ، أصفر ، بني ، إلخ ، غير موجودة في الطبيعة. في الخارج ، تنتج YAG عددًا من الشركات ، أشهر القنابل اليدوية هي شركة "Linda" (الولايات المتحدة الأمريكية).
في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، يتم تصنيع YAG باستخدام طريقة التبلور الاتجاهي ، مما يجعل من الممكن أن تنمو بلورات منتظمة ونقية تمامًا.
يتكون العقيق الاصطناعي في درجات حرارة عالية في فراغ عميق في أجهزة خاصة. ينتج المصنع العقيق الفاتح والوردي والأصفر والأخضر. وقت التوليف حوالي 4 أيام. البحث جاري للحصول على بلورات YAG من أي لون - من الأرجواني والليمون إلى الأزرق النقي والأرجواني.
نيوبات الليثيوم
نيوبات الليثيوم - LiNbO 3 - عبارة عن حجر اصطناعي ناعم نسبيًا (صلابة تبلغ حوالي 5.5 على مقياس موس). إنه مثير للاهتمام بشكل أساسي لخصائصه الضوئية ، مما جعل من الممكن استخدامه في تقنية الليزر. معامل الانكسار هو 2.2 -2.3 ، والتشتت مرتفع 0.12 ، مما يضمن اللعب الجميل للحجر.
تزرع البلورات وفقًا لطريقة Czochralski. مع إضافة أكاسيد فلزية المجموعة الانتقالية إلى الذوبان ، يمكن الحصول على بلورات بألوان مختلفة: بإدخال أكسيد الكروم - أخضر ، أكسيد الحديد - أحمر ، أكسيد الكوبالت - أزرق أو أزرق. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، لم يتم تصنيع نيوبات الليثيوم.
عقيق الإيتريوم الألومنيوم (YAG) هو مادة بصرية مناسبة للاستخدام في بصريات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.. يمكن استخدام منتجات YAG كعناصر بصرية في نطاق واسع من الطيف من 250-5000 نانومتر. الخصائص الميكانيكية والكيميائية لـ YAG قريبة من تلك الخاصة بالياقوت ، لكن YAG لا تظهر الانكسار ومعالجتها أبسط إلى حد ما من الياقوت. لا تحتوي YAG على خطوط امتصاص في منطقة 2-3 ميكرومتر ، حيث تميل الزجاجات عادةً إلى الامتصاص العالي بسبب الارتباط القوي لجزيئات الماء. نظرًا لقوتها العالية ، وعتبة الكسر ، ومعامل الانكسار ، والتوصيل الحراري ، يمكن استخدام YAG في درجات حرارة عالية وفي أشعة الليزر عالية الطاقة.
نحن نستخدم Czochralski عالي الجودة وبلورات نمت أفقيًا للبصريات وفقًا لاختيار العميل. تقوم شركتنا بتلميع ليزر YAG ، وتنتج أدلة ضوئية ، ومنشورات ومرايا.
|
الخواص البصرية |
|
| منطقة الإرسال ، ميكرومتر | 0.21 إلى 5.3 |
| معامل الانكسار عند 1.064 ميكرومتر | 1.82 |
| فقدان الانعكاس ،٪ لسطحين 1.064 ميكرومتر | 16.7% |
| العامل الحراري البصري (dT) ، 633 نانومتر | 7.3 * 10-6 * K-1 |
|
الخصائص الفيزيائية |
|
| الكثافة ، جم / سم 3 (20 درجة مئوية) | 4.56 |
| الذوبان | غير قابل للذوبان في الماء |
| نوع المادة | بلورة أحادية اصطناعية |
| هيكل بلوري | مكعب |
| نقطة الانصهار ° C | 1940 |
| الموصلية الحرارية ث * سم -1 * درجة كلفن -1 | 0.14 |
| معامل درجة حرارة التمدد الخطي 1 / درجة مئوية | 7.8 × 10-6 |
| حرارة محددة J / (كجم * كلفن) عند 0 درجة مئوية | 590 |
| ثابت العزل الكهربائي | 11.7 |
| معامل يونغ (E) ، GPa | 300 |
| معاملات المرونة | C11 = 333 C12 = 111 ق 44 = 115 |
| الحد المرن MPa | 280 |
| صلابة موس | ~8,5 |
عقيق الإيتريوم من الألومنيوم مخدر بالنيوديميوم (Y 3 A 15 O 12: Nd 3+)
عقيق الإيتريوم الألومنيوممخدر النيوديميوم ( Y 3 A 15 O 12: Nd 3+) عبارة عن بلور ليزر يستخدم على نطاق واسع في الأغراض الصناعية والطبية والعلمية. مزاياه الرئيسية هي: عتبة توليد منخفضة ، كفاءة عالية ، فقدان طاقة منخفض. 1.064 ميكرومتر ، بالإضافة إلى جودة بصرية عالية ، وموصلية حرارية جيدة ومقاومة لدرجات الحرارة القصوى ، وخصائص كيميائية وميكانيكية مستقرة ، مما يجعل من الممكن استخدام Nd: YAG في جميع أنواع ليزر الحالة الصلبة.
| ملكيات | |
| صيغة كيميائية | Nd 3+: Y 3 Al 5 O 12 |
| هيكل بلوري | مكعب |
| تركيز سبيكة رئيسية ، عند.٪ | 0.5 - 1.2 |
| ثابت شعرية ، أ | 12.01 |
| الكثافة جم / سم 3 | 4.56 |
| نقطة الانصهار ، درجة مئوية | 1950 |
| ثابت العزل الكهربائي | 11.7 |
| صلابة الطحلب | 8.5 |
| 7.8 x 10 -6 x ° K -1 ،<111> 8.2 × 10 -6 × درجة كلفن -1 ،<100> |
|
| الموصلية الحرارية 25 درجة مئوية ، عرض × سم -1 × درجة كلفن -1 | 0.14 |
| معامل الخسارة عند 1064 نانومتر ، سم -1 | 0.003 |
| معامل الانكسار عند 1 ميكرومتر | 1.82 |
مواصفات قضبان الليزر Nd: YAG
| مادة | عقيق الإيتريوم الألومنيوم مخدر بالنيوديميوم |
| مستوى المنشطات | 0.5 - 2.3 % |
| انتشار المنشطات | +/- 0.1 % |
| توجيه | <111> |
| التسامح الاتجاه | +/- 5º |
| تحمل القطر | +/- 0.05 ملم |
| طول التسامح | +/- 0.5 مم أو كما هو مطلوب |
| تماثل | |
| عمودية | |
| تشويه واجهة الموجة | لامدا / 8 بوصة عند 633 نانومتر |
| التسطيح | Lambda / 10 بسرعة 633 نانومتر أو حسب طلب العميل |
| نقاط الصفر | 10-5 ميل - 13830 ب |
| السطح الجانبي | غطى بالرمل أو مصقول |
| فتحة الضوء | 90٪ جزء مركزي |
| يشطب | <0.15 мм x 45º |
| الطلاءات | طلاء AR R<0.2% с поверхности на1064 nm или по требованию заказчика |
بالإضافة إلى ذلك ، تقدم ARD-OPTICS خدمات الإصلاح
(إعادة الصقل والطلاء) لعناصر الليزر الخاصة بالعميل
عقيق الإربيوم المصنوع من الألومنيوم المشبع بالإربيوم (Er: Y 3 Al 5 O 12 أو Er: YAG)
عقيق الإيتريوم الألومنيوم مخدر بالإربيوم ( Er: Y 3 Al 5 O 12 or Er: YAG) عبارة عن بلور ليزر له مزايا واسعة عند استخدامه بطول موجي 2.94µ . Er: YAG لديها جودة بصرية عالية وكفاءة عالية، الموصلية الحرارية الجيدة ، الخصائص الكيميائية والميكانيكية مستقرة. Er: يتم تضخيم YAG في منطقة واسعة 600 - 800 نانومتر. كل هذه الخصائص تجعل Er: YAGمادة ممتازة لطب الأسنان وأشعة الليزر الطبية الأخرى.
| الخصائص الأساسية | |
| صيغة كيميائية | Er: Y 3 Al 5 O 12 |
| هيكل بلوري | مكعب |
| تركيز سبيكة رئيسية ، عند.٪ | 1 - 50% |
| ثابت شعرية ، أ | 12.00 |
| الكثافة ، جم / سم 3 | 5.35 |
| نقطة الانصهار ، درجة مئوية | 1970 |
| ثابت العزل الكهربائي | 11.7 |
| صلابة الطحلب | 8.5 |
| .معامل التمدد الحراري | 7.7 × 10-6 × K-1 ،<111>8.2 × 10-6 × K-1 ،<100> |
| الموصلية الحرارية عند 25 درجة مئوية ، عرض × سم -1 × ºK-1 | 0.12 |
| معامل الخسارة عند 1064 نانومتر ، سم -1 | 0.003 |
| الطول الموجي للإشعاع ، نانومتر | 2940 |
| معامل الانكسار عند 2940 نانومتر | 1.79 |
مواصفات قضبان الليزر Er: YAG
| مادة | عقيق الإربيوم المصنوع من الألومنيوم المشبع بالإربيوم |
| مستوى المنشطات | 1 - 50 % |
| توجيه | <111> |
| التسامح الاتجاه | +/- 5º |
| تحمل القطر | +/- 0.05 ملم |
| طول التسامح | +/- 0.5 مم أو وفقًا لمتطلبات العميل |
| تماثل | |
| عمودية | |
| تشويه واجهة الموجة | لامدا / 8 بوصة عند 633 نانومتر |
| التسطيح | Lambda / 10 بسرعة 633 نانومتر أو وفقًا لمتطلبات العميل |
| نقاط الصفر | 10-5 |
| السطح الجانبي | غطى بالرمل أو مصقول |
| فتحة الضوء | 90% |
| يشطب | <0.15 mm x 45º |
| الطلاءات | طلاءات AR مع R<0.25 % на 2940 нм или по требованию заказчика |
بالإضافة إلى ذلك ، تقدم ARD-OPTICS خدمات الإصلاح
(إعادة الصقل والطلاء) لعناصر الليزر الخاصة بالعميل
عقيق الإيتريوم الألومنيوم مخدر بالإيتربيوم (يب: Y 3 Al 5 O 12 أو Yb: YAG)
عقيق الإيتريوم الألومنيوم مخدر بالإيتربيوم (يب: Y 3 Al 5 O 12 أو Yb: YAG) هي واحدة من المواد الفعالة بالليزر الواعدة وهي أكثر ملاءمة لضخ الصمام الثنائي مقارنةً بالطرق التقليديةقنابل يدوية. يمكن أن يولد بطول موجة 1.03 عند ضخه عند 940 نانومتر. المزايا الرئيسية لـ Yb: YAG: نطاق امتصاص عريض وكفاءة عالية وانبعاث ممتاز. Yb: تستخدم مادة ليزر YAG على نطاق واسع في الليزر الصناعي لقطع المعادن ولحامها. تستخدم هذه البلورة أيضًا في الإلكترونيات والبصريات وتكنولوجيا الليزر.
| الخصائص الأساسية | |
| صيغة كيميائية | Yb 3+: Y 3 Al 5 O 12 |
| هيكل بلوري | مكعب |
| تركيز المنشطات بنسبة.٪ | 5 - 30 % |
| ثابت شعرية ، أ | 12.01 |
| الكثافة جم / سم 3 | 4.56 |
| نقطة الانصهار ، درجة مئوية | 1970 |
| صلابة الطحلب | 8.5 |
| معامل التمدد الحراري | 7.8 x 10 -6 x ° K -1 ،<111> |
| الموصلية الحرارية 25 درجة مئوية ، عرض × سم -1 × درجة كلفن -1 | 0.14 |
| معامل الخسارة عند 1064 نانومتر ، سم -1 | 0.003 |
| الطول الموجي للجيل ، نانومتر | 1030 |
| معامل الانكسار لكل 1 µ | 1.82 |
مواصفات قضبان الليزر Yb: YAG
| مادة | عقيق الإيتريوم الألومنيوم مخدر بالإيتربيوم |
| مستوى المنشطات | 5 - 30 % |
| توجيه | <100> |
| التسامح الاتجاه | +/- 5º |
| تحمل القطر | +/- 0.05 ملم |
| طول التسامح | +/- 0.5 مم أو وفقًا لمتطلبات العميل |
| تماثل | |
| عمودية | |
| تشويه واجهة الموجة | لامدا / 8 بوصة عند 633 نانومتر |
| التسطيح | Lambda / 10 بسرعة 633 نانومتر أو حسب متطلبات الزبون |
| نقاط الصفر | 10-5 |
| السطح الجانبي | غطى بالرمل أو مصقول |
| فتحة الضوء | 90٪ منطقة مركزية |
| يشطب | <0.15 мм x 45º |
| الطلاءات | طلاءات AR مع R<0.25% с поверхности на требуемой длине волны |
بالإضافة إلى ذلك ، تقدم ARD-OPTICS خدمات الإصلاح
(إعادة الصقل والطلاء) لعناصر الليزر الخاصة بالعميل
أحد أكثر أنواع الليزر الصلبة استخدامًا في الوقت الحاضر هو الليزر الذي يعمل فيه عقيق الإيتريوم والألمنيوم كمصفوفة والأيونات كمنشط. التعيين المقبول لهذا الليزر
الليزر لديه عتبة إثارة منخفضة نسبيًا وموصلية حرارية عالية ، مما يجعل من الممكن تنفيذ التوليد بمعدل تكرار النبض العالي ، وكذلك التوليد في الوضع المستمر. كفاءة الليزر عالية نسبيًا ؛ تصل إلى عدة في المئة.
تظهر التحولات الرئيسية لأيون النيوديميوم في العقيق في التين. 1.16 تتم التحولات بين ذرات معينة تظهر في الشكل في شكل "نطاقات طاقة". يتوافق كل "نطاق" (كل مصطلح) مع مجموعة من مستويات الطاقة الضيقة نسبيًا التي نشأت نتيجة لانقسام هذا المصطلح في المجال الكهربائي لشبكة بلورات العقيق (تقسيم ستارك).
في عملية الضخ ، تمر أيونات النيوديميوم من الحالة الأرضية المقابلة للمصطلح إلى ثلاث مجموعات من الحالات: أ ، ب ، ج.تتوافق المجموعة أ مع مجموعة المصطلحات ب - المصطلحات والمجموعة ج - المصطلح هذه المجموعات الثلاث من الحالات تتوافق إلى ثلاثة نطاقات في طيف امتصاص النيوديميوم في العقيق ،
هو مبين في الشكل. 1.17 ، أ (نطاقات A و B و V على التوالي). يعكس الهيكل الدقيق لعصابات الامتصاص ، المرئي بوضوح في الشكل ، تأثير تقسيم ستارك للمصطلحات.
المصطلح هو "مستوى" العمل العلوي. يتم تمييز أيونات النيوديميوم ، والانتقال من هذا "المستوى" إلى المستويات المقابلة للمصطلحات. ينبعث الجزء الرئيسي من الطاقة (60٪) في فترات انتقالية ؛ ومن المعتاد مراعاة المستويات المقابلة للمصطلح تم تقديم طيف اللمعان للنيوديميوم في العقيق للتحولات ، ويحتوي الطيف على 7 خطوط ؛ أكثر الخطوط كثافة هي 1.0615 و 1.0642 ميكرومتر. في الجدول. يوضح الجدول 1.1 الأطوال الموجية لـ 18 خطًا من خطوط التلألؤ ، مع مراعاة التحولات المختلفة 114] ؛ تم الحصول على البيانات عند درجة حرارة 300 كلفن مع مراعاة مبسطة لليزر ، يمكن استخدام مخطط تشغيل من أربعة مستويات ؛ "المستوى" الرئيسي - المصطلح 4/9/2 ، "المستوى" العامل الأدنى - المستوى الأعلى للعمل "المستوى" - مصطلح "مستوى" الإثارة - حيث يتغير العدد الكمي المداري لأيون النيوديميوم بمقدار 3 ؛ لذلك ، فإن الحالات المقابلة للمصطلحات غير مستقرة.
