โกเมนขึ้นอยู่กับอิตเทรียมสแกนเดียมและอะลูมิเนียม ระเบิดสังเคราะห์
มีหินสังเคราะห์หลายชนิดที่ไม่พบในธรรมชาติ ผลึกเหล่านี้เติบโตขึ้นโดยบังเอิญเมื่อทำการวิจัยในสาขาฟิสิกส์สถานะของแข็ง คริสตัลเหล่านี้บางส่วนหลังจากเจียระไนแล้วก็เริ่มใช้ในเครื่องประดับ
สตรอนเทียมไททาเนต
หนึ่งในนั้นคือสตรอนเทียมไททาเนตสังเคราะห์ซึ่งปลูกในเตา Verneuil Strontium titanate มีองค์ประกอบทางเคมี SrTiO3 Strontium titanate และแร่ perovskite (CaTiO3) มีความคล้ายคลึงกันมากในโครงสร้างลูกบาศก์และรูปร่างผลึก สตรอนเชียมไททาเนตเป็นไอโซทรอปิก เกือบไม่มีสี มีดัชนีการหักเหของแสงโซเดียมเท่ากับ 2.410 การกระจายตัว 0.19 ในช่วงจาก B ถึง G ความถ่วงจำเพาะ 5.1 ความแข็ง 6 สตรอนเชียมไททาเนตมีชื่อเรียกอื่นๆ เช่น สตาริเลียน แฟบูไลต์ ไดเจม. สตรอนเทียมไททาเนตที่เจียระไนเป็นประกายนั้นมีความคล้ายคลึงกับเพชรมาก แม้ว่าจะสามารถสังเกตได้ง่ายแม้ด้วยความแข็งหรือความถ่วงจำเพาะที่ 3.52 และไม่เรืองแสงในแสงอัลตราไวโอเลต เนื่องจากสตรอนเชียมไททาเนตสามารถแยกแยะได้ง่ายจากเพชร จึงไม่ถูกนำมาใช้ในเครื่องประดับ
ลิเธียมไนโอเบต
สารอื่นที่ไม่พบในธรรมชาติ แต่สามารถปลูกได้เองคือลิเธียมไนโอเบต โซเดียมไนโอเบตเข้าสู่ตลาดเครื่องประดับในอเมริกาภายใต้ชื่อ Linobat ลิเธียมไนโอเบตนั้นปลูกได้โดยไม่มีสีเป็นส่วนใหญ่ แต่หากมีการเติมสารพิเศษเข้าไป มันสามารถเปลี่ยนสีแดงเป็นสีม่วงได้ ลิเธียมไนโอเบตมีองค์ประกอบทางเคมีคือ LiNbO3 ในคุณสมบัติทางเคมีนั้นใกล้เคียงกับคุณสมบัติของสตรอนเทียมไททาเนตมาก แต่ไม่เหมือนกับสตรอนเชียมไททาเนต สารที่ปลูกขึ้นเองนี้ไม่ใช่ไอโซโทรปิก แต่เป็นแกนเดียวหรือสามเหลี่ยม ลิเธียมไนโอเบตมีดัชนีหักเหของลำแสงธรรมดาในแสงโซเดียมที่ 2.30 ซึ่งเป็นดัชนีหักเหของลำแสงพิเศษที่ 2.21 ลิเธียมไนโอเบตมีความแข็ง 5.5 ความถ่วงจำเพาะ 4.64 การกระจาย 0.120 ในช่วง B ถึง G ซึ่งสูงกว่าการกระจายตัวของเพชร 3 เท่า
นักฟิสิกส์ได้สังเคราะห์สารหลายชนิดที่มีโครงสร้างคล้ายกันมากกับระเบิดมือ แร่ธาตุดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติ สารคล้ายโกเมนเหล่านี้มีสูตรทางเคมี X3AL3O12 สารเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นในเตา Verneuil หรือตามวิธีการของ Czochralski ซึ่งแร่ธาตุตามธรรมชาติที่แขวนอยู่เหนือสิ่งหลอมละลายจะถูกทำให้ต่ำลงจนสัมผัสพื้นผิวของของเหลวที่หลอมเหลว จากนั้นจึงถูกยกขึ้นและในขณะเดียวกัน หมุน ด้วยเหตุนี้คริสตัลจึงมีรูปทรงกระบอกขนาดใหญ่ กระบวนการนี้เรียกว่าการดึงแบบละลาย สารที่เป็นที่ต้องการมากที่สุด ได้แก่ อิตเทรียมอะลูมิเนียมโกเมนและไดโมเนอร์ โกเมนอลูมิเนียมอิตเทรียมและไดโมเนอร์มักจะทำสีไม่มีสี แต่คุณสามารถให้สีอื่นได้โดยการเพิ่มสิ่งเจือปนพิเศษสำหรับสิ่งนี้ ตัวอย่างเช่น ถ้าใส่โครเมียม สารจะเปลี่ยนเป็นสีเขียวและดูเหมือนดีแมนทอยด์ มีความเป็นไปได้ที่จะแยกความแตกต่างของสารสังเคราะห์จากดีมานตอยด์ด้วยความถ่วงจำเพาะ เนื่องจากความถ่วงจำเพาะของสารคือ 4.6 ในขณะที่ดีมานตอยด์นั้นน้อยกว่ามาก
สูตรทางเคมี YAG: : . เลเซอร์นี้ทำงานในรูปแบบสี่ระดับ ระดับแรกเรียกว่าระดับหลัก สอดคล้องกับค่าต่ำสุดที่เป็นไปได้ของพลังงานที่ไอออนสามารถมีได้
จำนวนไอออนที่มีพลังงานน้อยที่สุดเป็นส่วนใหญ่ จำนวนไอออนที่ระดับพลังงานสูงกว่านั้นมีขนาดเล็กลงอย่างเห็นได้ชัด และเป็นไปตามการกระจายตัวของ Boltzmann ที่สมดุล ในเลเซอร์โกเมนนีโอไดเมียม ระดับการทำงานที่ต่ำกว่านั้นมีการเติมข้อมูลไม่ดี ดังนั้นพลังงานปั๊มส่วนใหญ่จึงไม่ได้ถูกใช้ไปกับการสร้างประชากรผกผัน () แต่เป็นการเอาชนะการสูญเสียในเรโซเนเตอร์และการแผ่รังสีเอาต์พุตที่เป็นประโยชน์ ในกรณีนี้ เพื่อให้เกิดการเจเนอเรชันขึ้น ก็เพียงพอแล้วที่จะถ่ายโอนไปยังระดับ 3 เพียงส่วนเล็กๆ ของไอออนที่อยู่ที่ระดับพื้นดิน สิ่งนี้ช่วยแยกความแตกต่างของเลเซอร์ประเภทนี้ออกจากเลเซอร์ที่ทำงานตามโครงร่างสามระดับ ในระยะหลัง ระดับพื้นดินเป็นระดับการทำงานที่ต่ำกว่า และเพื่อสร้างประชากรผกผัน () จำเป็นต้องถ่ายโอนไอออนอย่างน้อยครึ่งหนึ่งจากระดับพื้นดินไปยังระดับ metastable 2 และคำนึงถึงการสูญเสียใน resonator และรังสีที่เป็นประโยชน์มากกว่าครึ่ง ดังนั้นในเลเซอร์สามระดับ (เช่น บนทับทิม) พลังงานของปั๊มจึงถูกใช้อย่างไม่เกิดผล และประสิทธิภาพจะลดลงอย่างมาก สถานะของสิ่งแวดล้อมเมื่อ N3>N2 เรียกว่าการผกผันของระดับพลังงานของประชากร โกเมนอิตเทรียมอะลูมิเนียมเจือด้วยนีโอไดเมียมเป็นวัสดุพิเศษที่มีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดี มีความแข็งสูง และมีคุณสมบัติทางแสงที่น่าพอใจ เหมาะสำหรับการสร้างในโหมดล็อคโหมด อายุการใช้งานที่ยาวนานของระดับเลเซอร์บน (t = 0.23 ms) ทำให้ YAG ทำงานได้ดีมากสำหรับการทำงานของ Q-switched เลเซอร์ YAG สามารถทำงานได้ทั้งในโหมดต่อเนื่องและโหมดพัลซิ่ง ในทั้งสองกรณี หลอดไฟเชิงเส้นมักใช้ในวงจรที่มีไฟส่องสว่างแบบวงรีวงเดียว มีการจัดเรียงหลอดไฟและคริสตัลอย่างใกล้ชิด หรือกับไฟเรืองแสงแบบวงรีหลายวง สำหรับการทำงานในโหมดพัลซิ่งและโหมดต่อเนื่องจะใช้หลอดไฟซีนอนแรงดันปานกลาง (500-1500 มม. ปรอท) และหลอดคริปทอนแรงดันสูง (4-6 atm) ตามลำดับ ขนาดแท่งมักจะเท่ากับเลเซอร์ทับทิม พารามิเตอร์เอาต์พุตของเลเซอร์ YAG มีดังนี้: ในโหมดมัลติโหมดต่อเนื่อง กำลังเอาต์พุตสูงถึง 200 W; ในเลเซอร์พัลซิ่งที่มีอัตราการทำซ้ำของพัลส์สูง (50 Hz) กำลังขับเฉลี่ยประมาณ 500 W ในโหมด Q-switched กำลังขับสูงสุด 50 เมกะวัตต์ ในโหมดล็อคโหมด ระยะเวลาของพัลส์จะอยู่ที่ 20 ps ในโหมดพัลซิ่งและโหมดต่อเนื่อง ประสิทธิภาพส่วนต่างอยู่ที่ประมาณ 1-3%
24. เลเซอร์สารกึ่งตัวนำ หลักการทำงาน ประเภทของเซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ ลักษณะสเปกตรัมและการสร้าง
เซมิคอนดักเตอร์เลเซอร์ (SPL) ปล่อยรังสีในช่วงความยาวคลื่น 0.32-32 ไมครอน คริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ถูกใช้เป็นตัวกลางที่แอคทีฟ พวกเขาใช้การเปลี่ยนผ่านแสงที่เกี่ยวข้องกับพาหะกระแสอิสระในคริสตัล เช่น เกี่ยวข้องกับรัฐในวงดนตรีอิเล็กทรอนิกส์
เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
พื้นที่เปล่งแสงมีขนาดเล็กมาก
ประสิทธิภาพสูงมาก (50-60%)
พลังขนาดเล็ก
เมื่อเปรียบเทียบกับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบบโซลิดสเตตและก๊าซ พวกมันมี:
การเชื่อมโยงกันน้อยลง
ทิศทาง (1-6°) และ
ความเป็นสีเดียวของลำแสง (ประมาณ 5 นาโนเมตร)
ตามวิธีการปั๊ม เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แบ่งออกเป็น:
ฉีด,
ด้วยการปั๊มพังทลายในสนามไฟฟ้า
ถูกดูดกลืนโดยลำแสงอิเล็กตรอนเร็ว
ด้วยการสูบน้ำด้วยแสง
เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ทำงานอย่างเด่นชัดในโหมดพัลซิ่งและที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งเกิดจากความจำเป็นในการกำจัดความร้อน เช่นเดียวกับข้อเท็จจริงที่ว่า เมื่ออุณหภูมิลดลง การสร้างจะเกิดขึ้นที่ความหนาแน่นกระแสต่ำ ในฐานะที่เป็นตัวกลางที่แอคทีฟ แกลเลียมอาร์เซไนด์ที่มีจุดแยก p-n จะสร้างรังสีที่มีความยาวคลื่น 0.84 ไมโครเมตร และโลหะผสมของแกลเลียมอาร์เซไนด์และแกลเลียมฟอสไฟด์จะถูกใช้กันอย่างแพร่หลาย ทางแยก p-n ถูกกระตุ้นโดยการฉีดอิเล็กตรอน
เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์แตกต่างจากเลเซอร์ชนิดอื่นในด้านคุณภาพ โครงสร้าง และหลักการทำงาน ระดับพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนผ่านของเลเซอร์ถูกกำหนดโดยตาข่ายคริสตัลทั้งหมด สถานะเหล่านี้ไม่แยกจากกัน แต่ถูกรวมเข้ากับโซนพลังงานซึ่งก็คือ
กลุ่มสถานะพลังงานที่มีระยะห่างชิดกันมาก แถบพลังงานสองแถบที่น่าสนใจสำหรับเลเซอร์: แถบวาเลนซ์และแถบการนำไฟฟ้า
แถบวาเลนซ์เป็นสถานะสูงสุดที่เต็มไปด้วยอิเล็กตรอน แถบการนำไฟฟ้าอยู่ด้านบนและแยกจากกันโดยบริเวณพลังงานที่เรียกว่าช่องว่างของแถบ ซึ่งไม่มีสถานะทางอิเล็กทรอนิกส์ เมื่อพลังงานถูกดูดกลืน อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากแถบเวเลนซ์ไปยังแถบการนำไฟฟ้า หลุมยังคงอยู่ในแถบวาเลนซ์ ในทำนองเดียวกัน อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนออกจากแถบการนำไฟฟ้าและรวมตัวกันใหม่ด้วยรูในแถบเวเลนซ์ ในระหว่างการรวมตัวกันใหม่ ความแตกต่างของพลังงานจะถูกปล่อยออกมาในรูปของการแผ่รังสี อิเลคตรอนถูกฉีดจากด้าน n-type และรวมตัวกันใหม่ในบริเวณการเปลี่ยนผ่าน เป็นผลให้เกิดกระแส เลเซอร์ดังกล่าวเรียกว่าเลเซอร์แบบฉีด เมื่อกระแสผ่านไป ต้องสร้างโฮลและอิเล็กตรอนในจำนวนที่เพียงพอ เพื่อให้การแผ่รังสีที่เกิดขึ้นระหว่างการรวมตัวกันใหม่มีค่ามากกว่าการสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับการเลี้ยวเบนของแสงจากบริเวณแอคทีฟ การส่องผ่านของแสงที่รอยต่อรอยต่อ และการดูดกลืนแสง ของแสงโดยผู้ให้บริการอิสระในบริเวณทางแยก ดังนั้นจึงมีเกณฑ์ความหนาแน่นกระแสที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเลเซอร์
เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ไม่มีความแตกต่างของลำแสงเล็กน้อย เนื่องจากการแผ่รังสีของพวกมันถูกปล่อยออกมาผ่านรูรับแสงที่จำกัดด้วยความกว้างช่วงการเปลี่ยนภาพเล็กน้อย การเลี้ยวเบนจากแถบทรานซิชันที่แคบส่งผลให้มีมุมการแผ่รังสีที่กว้างกว่าเลเซอร์ประเภทอื่นๆ ดังนั้นการแผ่รังสีของเลเซอร์แกลเลียมอาร์เซไนด์จึงมีรูปแบบของลำแสงวงรีที่มีมุมกระเจิง 0.5 เท่ากับหลายองศาในทิศทางขนานกับการเปลี่ยนแปลงและมิติขนาดใหญ่ในทิศทางที่ตั้งฉากกับการเปลี่ยนแปลง
สตรอนเทียมไททาเนต (fabulite)
เมื่อเทียบกับรูไทล์แล้ว หินสังเคราะห์นี้เหมาะสำหรับใช้แทนเพชรในเครื่องประดับมากกว่า ไม่มีสีอย่างสมบูรณ์ มีไอโซทรอปิกเชิงแสง และดัชนีการหักเหของแสง (2.41) คล้ายกับของเพชร การกระจายของ fabulite (0.1 - 0.2) นั้นสูงกว่าซึ่งให้เกมที่สวยงามเมื่อเปลี่ยนมุมของการตกกระทบของแสงหรือการส่องสว่าง ความแข็งของ fabulite อยู่ที่ 5.5 - 6.5 ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้ทำต่างหูหรือจี้ ไม่ใช่ทำเป็นแหวน ซึ่งจะเสื่อมสภาพเร็วขึ้น
การสังเคราะห์สตรอนเทียมไททาเนตดำเนินการตามวิธีการที่รู้จักกันดีของ M. A. Verneuil
หลังจากเติบโตแล้ว คริสตัลจะต้องถูกหลอมในไอพ่นออกซิเจนที่อุณหภูมิต่ำ ในต่างประเทศ การผลิตภาคอุตสาหกรรมของ fabu-lit นั้นดำเนินการโดย National Ice and Co. (USA) Fabulit ไม่ได้ผลิตในสหภาพโซเวียต
อิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมน (YAG)
อิตเทรียม-อะลูมิเนียมออกไซด์ (Y 3 A1 5 O 12) มีโครงสร้างเป็นโกเมนและมักเรียกว่าโกเมนอิตเทรียม-อะลูมิเนียม - YAG หรือการ์เนต YAG ปลูกบ่อยที่สุดตามวิธี Czochralski อย่างไรก็ตาม วิธีการตกผลึกจากการหลอมด้วยฟลักซ์ก็ให้ผลลัพธ์ที่ดีเช่นกัน เงื่อนไขสำหรับการสังเคราะห์ YAG นั้นคล้ายคลึงกับเงื่อนไขสำหรับการเติบโตของคอรันดัม
ในขั้นต้น โกเมนอลูมิเนียมอิตเทรียมถูกใช้เฉพาะในด้านวิศวกรรมเท่านั้น โดยการเพิ่มแลนทาไนด์บางส่วน (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นีโอไดเมียม) คริสตัลที่ใช้ในเทคโนโลยีเลเซอร์ก็โตขึ้น นอกจากนี้ คริสตัล YAG ยังทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์โกเมนเฟอร์ริแมกเนติกที่ใช้ในเทคโนโลยีเลเซอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา YAG ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องประดับ ด้วยการเติมแลนทาไนด์ทำให้ได้คริสตัลที่มีสีต่างกัน - แดง, เขียว, เหลือง, น้ำตาล ฯลฯ ซึ่งไม่พบในธรรมชาติ ในต่างประเทศ YAG ผลิตบริษัทหลายแห่ง ระเบิดที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือ บริษัท "Linda" (USA)
ในสหภาพโซเวียต YAG ผลิตขึ้นโดยใช้วิธีการตกผลึกแบบกำหนดทิศทาง ซึ่งทำให้สามารถเติบโตได้คริสตัลที่สม่ำเสมอและบริสุทธิ์อย่างสมบูรณ์แบบ
โกเมนประดิษฐ์เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงในสุญญากาศลึกในอุปกรณ์พิเศษ โรงงานแห่งนี้ผลิตโกเมนสีอ่อน สีชมพู สีเหลืองและสีเขียว เวลาในการสังเคราะห์ประมาณ 4 วัน การวิจัยกำลังดำเนินการเพื่อให้ได้ผลึก YAG ทุกสี ตั้งแต่สีม่วงและสีมะนาวไปจนถึงสีน้ำเงินบริสุทธิ์และสีม่วง
ลิเธียมไนโอเบต
ลิเธียมไนโอเบต - LiNbO 3 - เป็นหินสังเคราะห์ที่ค่อนข้างอ่อน (ความแข็งประมาณ 5.5 ในระดับ Mohs) สิ่งที่น่าสนใจคือคุณสมบัติทางแสงเป็นหลัก ซึ่งทำให้สามารถใช้ในเทคโนโลยีเลเซอร์ได้ ดัชนีการหักเหของแสงอยู่ที่ 2.2 -2.3 การกระจายตัวสูง 0.12 ซึ่งทำให้ได้หินที่สวยงาม
คริสตัลเติบโตตามวิธีของ Czochralski ด้วยการเพิ่มออกไซด์ของโลหะกลุ่มทรานซิชันในการละลายทำให้สามารถรับคริสตัลที่มีสีต่างๆได้: ด้วยการแนะนำโครเมียมออกไซด์ - สีเขียว, เหล็กออกไซด์ - สีแดง, โคบอลต์ออกไซด์ - สีน้ำเงินหรือสีน้ำเงิน ในสหภาพโซเวียตลิเธียมไนโอเบตจะไม่ถูกสังเคราะห์
อิตเทรียมอะลูมิเนียมโกเมน (YAG) เป็นวัสดุออปติกที่เหมาะสำหรับใช้ในออปติก UV และ IR. ผลิตภัณฑ์จาก YAG สามารถใช้เป็นองค์ประกอบออปติกในช่วงกว้างของสเปกตรัมตั้งแต่ 250-5,000 นาโนเมตร คุณสมบัติทางกลและเคมีของ YAG ใกล้เคียงกับแซฟไฟร์ แต่ YAG ไม่แสดงการหักเหของแสง และการประมวลผลค่อนข้างง่ายกว่าแซฟไฟร์ YAG ไม่มีเส้นการดูดซับในบริเวณ 2-3 µm ซึ่งโดยทั่วไปแล้วแก้วมักจะมีการดูดซับสูงเนื่องจากการจับตัวกันของโมเลกุลของน้ำอย่างแน่นหนา เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง เกณฑ์การแตกหัก ดัชนีการหักเหของแสง และการนำความร้อน YAG จึงสามารถใช้งานที่อุณหภูมิสูงและในเลเซอร์กำลังสูงได้
เราใช้ Czochralski คุณภาพสูงและคริสตัลที่ปลูกในแนวนอนสำหรับเลนส์ของเราตามที่ลูกค้าเลือก บริษัทของเราดำเนินการขัดเงาด้วยเลเซอร์ YAG ผลิตเส้นนำแสง ปริซึม และกระจกเงา
คุณสมบัติทางแสง |
|
พื้นที่ส่ง, µm | 0.21 ถึง 5.3 |
ดัชนีการหักเหของแสง ที่ 1.064 µm | 1.82 |
การสูญเสียการสะท้อนแสง % สำหรับสองพื้นผิว 1.064 µm | 16.7% |
เทอร์โมออปติคัลแฟกเตอร์ (dT), 633 นาโนเมตร | 7.3*10-6*K-1 |
คุณสมบัติทางกายภาพ |
|
ความหนาแน่น g/cm3(20°C) | 4.56 |
ความสามารถในการละลาย | ไม่ละลายในน้ำ |
ประเภทวัสดุ | ผลึกเดี่ยวสังเคราะห์ |
โครงสร้างคริสตัล | ลูกบาศก์ |
จุดหลอมเหลว °C | 1940 |
ค่าการนำความร้อน W * cm -1 * °K -1 | 0.14 |
ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้น 1/°ซ | 7.8x10-6 |
ความร้อนจำเพาะ J /(กก. * K ) ที่ 0 °C | 590 |
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก | 11.7 |
โมดูลัสของ Young (E ), GPa | 300 |
ค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่น | C11 = 333 C12 = 111 C44 = 115 |
ขีดจำกัดความยืดหยุ่น MPa | 280 |
ความแข็งของโมห์ส | ~8,5 |
อิตเทรียมอะลูมิเนียมโกเมน เจือด้วยนีโอไดเมียม (Y 3 A 15 O 12:Nd 3+)
อิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมนนีโอไดเมียมเจือ ( Y 3 A 15 O 12:Nd 3+) เป็นคริสตัลเลเซอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม การแพทย์ และวิทยาศาสตร์ ข้อได้เปรียบหลักของมันคือ: เกณฑ์การสร้างต่ำ ประสิทธิภาพสูง การสูญเสียพลังงานต่ำ 1.064 µm รวมถึงคุณภาพแสงสูง การนำความร้อนที่ดี และความทนทานต่ออุณหภูมิที่สูงมาก สมบัติทางเคมีและทางกลที่เสถียร ซึ่งทำให้สามารถใช้ Nd:YAG ในเลเซอร์โซลิดสเตตทุกประเภทได้
คุณสมบัติ | |
สูตรเคมี | Nd 3+ : Y 3 อัล 5 O 12 |
โครงสร้างคริสตัล | ลูกบาศก์ |
ความเข้มข้นของโลหะผสมหลักที่ % | 0.5 - 1.2 |
ค่าคงที่แลตทิซ ก | 12.01 |
ความหนาแน่น g/cm3 | 4.56 |
จุดหลอมเหลว, °ซ | 1950 |
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก | 11.7 |
ความแข็งของตะไคร่น้ำ | 8.5 |
7.8 x 10 -6 x °K -1 ,<111> 8.2 x 10 -6 x °K -1 ,<100> |
|
การนำความร้อน 25°C, W x cm -1 x °K -1 | 0.14 |
ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียที่ 1,064 นาโนเมตร ซม. -1 | 0.003 |
ดัชนีการหักเหของแสง ที่ 1 µm | 1.82 |
ข้อมูลจำเพาะของแท่งเลเซอร์ Nd:YAG
วัสดุ | โกเมนอลูมิเนียมอิตเทรียมเจือด้วยนีโอไดเมียม |
ระดับยาสลบ | 0.5 - 2.3 % |
ยาสลบแพร่กระจาย | +/- 0.1 % |
ปฐมนิเทศ | <111> |
ความอดทนในการปฐมนิเทศ | +/-5º |
ความทนทานต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง | +/- 0.05 มม |
ความทนทานต่อความยาว | +/- 0.5 มม. หรือตามความต้องการ |
ความเท่าเทียม | = 10 arc sec. |
ตั้งฉาก | = 5 arc min. |
การบิดเบือนของหน้าคลื่น | แลมบ์ดา/8 ต่อนิ้วที่ 633 นาโนเมตร |
ความเรียบ | Lambda/10 ที่ 633 นาโนเมตร หรือตามที่ลูกค้าร้องขอ |
จุดรอยขีดข่วน | 10-5 ล้าน - 13830B |
พื้นผิวด้านข้าง | ขัดหรือขัด |
รูรับแสง | ส่วนกลาง 90% |
ลบมุม | <0.15 мм x 45º |
สารเคลือบ | การเคลือบ AR R<0.2% с поверхности на1064 nm или по требованию заказчика |
นอกจากนี้ ARD-OPTICS ยังมีบริการซ่อมแซม
(การตกแต่งและการเคลือบผิว) ของชิ้นส่วนเลเซอร์ของลูกค้า
เออร์เบียมเจืออิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมน (Er:Y 3 Al 5 O 12 หรือ Er:YAG)
อิตเทรียมอะลูมิเนียมโกเมน เจือด้วยเออร์เบียม ( Er :Y 3 Al 5 O 12 หรือ Er :YAG ) เป็นเลเซอร์คริสตัลที่มีข้อดีกว้างๆ เมื่อใช้ที่ความยาวคลื่น 2.94µ . Er :YAG มีคุณภาพแสงสูง ประสิทธิภาพสูง, การนำความร้อนที่ดี, สมบัติทางเคมีและทางกลที่เสถียร Er :YAG จะพองเป็นบริเวณกว้าง 600 - 800 นาโนเมตร คุณสมบัติทั้งหมดนี้ทำให้ เออร์ : YAGวัสดุที่ดีเยี่ยมสำหรับทันตกรรมและเลเซอร์ทางการแพทย์อื่นๆ
คุณสมบัติพื้นฐาน | |
สูตรเคมี | เออร์: วาย 3 อัล 5 โอ 12 |
โครงสร้างคริสตัล | ลูกบาศก์ |
ความเข้มข้นของโลหะผสมหลักที่ % | 1 - 50% |
ค่าคงที่แลตทิซ ก | 12.00 |
ความหนาแน่น g/cm3 | 5.35 |
จุดหลอมเหลว, ºC | 1970 |
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก | 11.7 |
ความแข็งของตะไคร่น้ำ | 8.5 |
. ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน | 7.7 x 10-6 x ºK-1,<111>8.2 x 10-6 x ºK-1,<100> |
ค่าการนำความร้อนที่ 25ºC, W x cm-1 x ºK-1 | 0.12 |
ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียที่ 1,064 nm, cm-1 | 0.003 |
ความยาวคลื่นรังสี นาโนเมตร | 2940 |
ดัชนีการหักเหของแสงที่ 2940 นาโนเมตร | 1.79 |
ข้อมูลจำเพาะของแท่งเลเซอร์ Er:YAG
วัสดุ | เออร์เบียมเจืออิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมน |
ระดับยาสลบ | 1 - 50 % |
ปฐมนิเทศ | <111> |
ความอดทนในการปฐมนิเทศ | +/-5º |
ความทนทานต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง | +/- 0.05 มม |
ความทนทานต่อความยาว | +/- 0.5 มม. หรือตามความต้องการของลูกค้า |
ความเท่าเทียม | = 10 arc sec. |
ตั้งฉาก | = 5 arc min. |
การบิดเบือนของหน้าคลื่น | แลมบ์ดา/8 ต่อนิ้วที่ 633 นาโนเมตร |
ความเรียบ | แลมบ์ดา/10 ที่ 633nm หรือตามความต้องการของลูกค้า |
จุดรอยขีดข่วน | 10-5 |
พื้นผิวด้านข้าง | ขัดหรือขัด |
รูรับแสง | 90% |
ลบมุม | <0.15 mm x 45º |
สารเคลือบ | การเคลือบ AR ด้วย R<0.25 % на 2940 нм или по требованию заказчика |
นอกจากนี้ ARD-OPTICS ยังมีบริการซ่อมแซม
(การตกแต่งและการเคลือบผิว) ของชิ้นส่วนเลเซอร์ของลูกค้า
อิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมนเจือด้วยอิตเทอร์เบียม (ยบ: Y 3 Al 5 O 12 หรือ Yb:YAG)
อิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมนเจือด้วยอิตเทอร์เบียม (ยบ: Y 3 Al 5 O 12 หรือ Yb:YAG ) เป็นหนึ่งในวัสดุเลเซอร์แอคทีฟที่มีแนวโน้มดี และสะดวกกว่าสำหรับการปั๊มไดโอดเมื่อเทียบกับแบบดั้งเดิมระเบิดมือ สามารถสร้างได้ที่ความยาวคลื่น 1.03µ เมื่อปั๊มที่ 940 นาโนเมตร ข้อได้เปรียบหลักของ Yb :YAG : แถบการดูดซับที่กว้าง ประสิทธิภาพสูง และการปล่อยไอเสียที่ดีเยี่ยม Yb : วัสดุเลเซอร์ YAG ใช้กันอย่างแพร่หลายในเลเซอร์อุตสาหกรรมสำหรับการตัดและเชื่อมโลหะ คริสตัลนี้ยังใช้ในเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ เลนส์ และเลเซอร์อีกด้วย
คุณสมบัติพื้นฐาน | |
สูตรเคมี | Yb 3+ :Y 3 Al 5 O 12 |
โครงสร้างคริสตัล | ลูกบาศก์ |
ความเข้มข้นของยาสลบที่ % | 5 - 30 % |
ค่าคงที่แลตทิซ ก | 12.01 |
ความหนาแน่น g/cm3 | 4.56 |
จุดหลอมเหลว, °ซ | 1970 |
ความแข็งของตะไคร่น้ำ | 8.5 |
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน | 7.8 x 10 -6 x °K -1 ,<111> |
การนำความร้อน25°C, W x cm -1 x °K -1 | 0.14 |
ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียที่ 1,064 นาโนเมตร ซม. -1 | 0.003 |
ความยาวคลื่นการสร้าง นาโนเมตร | 1030 |
ดัชนีการหักเหของแสง ต่อ 1 µ | 1.82 |
ข้อมูลจำเพาะของแท่งเลเซอร์ Yb:YAG
วัสดุ | อิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมนเจือด้วยอิตเทอร์เบียม |
ระดับยาสลบ | 5 - 30 % |
ปฐมนิเทศ | <100> |
ความอดทนในการปฐมนิเทศ | +/-5º |
ความทนทานต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง | +/- 0.05 มม |
ความทนทานต่อความยาว | +/- 0.5 มม. หรือตามความต้องการของลูกค้า |
ความเท่าเทียม | = 10 arc sec. |
ตั้งฉาก | = 5 arc min. |
การบิดเบือนของหน้าคลื่น | แลมบ์ดา/8 ต่อนิ้วที่ 633 นาโนเมตร |
ความเรียบ | Lambda/10 ที่ 633 นาโนเมตรหรือตามความต้องการของลูกค้า |
จุดรอยขีดข่วน | 10-5 |
พื้นผิวด้านข้าง | ขัดหรือขัด |
รูรับแสง | พื้นที่ส่วนกลาง 90% |
ลบมุม | <0.15 мм x 45º |
สารเคลือบ | การเคลือบ AR ด้วย R<0.25% с поверхности на требуемой длине волны |
นอกจากนี้ ARD-OPTICS ยังมีบริการซ่อมแซม
(การตกแต่งและการเคลือบผิว) ของชิ้นส่วนเลเซอร์ของลูกค้า
หนึ่งในเลเซอร์โซลิดสเตตที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันคือเลเซอร์ที่มีการ์เนตอิตเทรียม-อะลูมิเนียมทำหน้าที่เป็นเมทริกซ์และไอออนเป็นตัวกระตุ้น การกำหนดที่เป็นที่ยอมรับของเลเซอร์นี้
เลเซอร์มีเกณฑ์การกระตุ้นค่อนข้างต่ำและมีค่าการนำความร้อนสูง ซึ่งทำให้สามารถสร้างด้วยอัตราการเกิดซ้ำของพัลส์สูง เช่นเดียวกับการสร้างในโหมดต่อเนื่อง ประสิทธิภาพของเลเซอร์ค่อนข้างสูง ถึงหลายเปอร์เซ็นต์
การเปลี่ยนสถานะหลักของนีโอไดเมียมไอออนในโกเมนแสดงในรูปที่ 1.16. การเปลี่ยนเกิดขึ้นระหว่างอะตอมบางอย่างซึ่งแสดงในรูปของ "แถบพลังงาน" แต่ละ "แบนด์" (แต่ละเทอม) สอดคล้องกับกลุ่มของระดับพลังงานที่ค่อนข้างแคบซึ่งเกิดขึ้นจากการแตกของเทอมนี้ในสนามไฟฟ้าของโครงตาข่ายคริสตัลโกเมน (การแยกแบบสตาร์ก)
ในกระบวนการสูบน้ำ ไอออนของนีโอไดเมียมจะผ่านจากสถานะพื้นซึ่งสอดคล้องกับเงื่อนไขออกเป็นสามกลุ่มของสถานะ: A, B, C กลุ่ม A สอดคล้องกับเงื่อนไข กลุ่ม B - เงื่อนไข และกลุ่ม C - เงื่อนไข ทั้งสามกลุ่มนี้สอดคล้องกัน ถึงสามแถบในสเปกตรัมการดูดซับของนีโอดิเมียมในโกเมน
แสดงในรูป 1.17, a (A-, B- และ V-bands ตามลำดับ) โครงสร้างที่ละเอียดของแถบการดูดซับซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนในรูปนี้ สะท้อนให้เห็นถึงผลของการแตกตัวของเงื่อนไขทั้งหมด
คำนี้เป็น "ระดับ" การทำงานระดับสูง ไอออนนีโอไดเมียมถูกเน้น โดยย้ายจาก "ระดับ" นี้ไปยังระดับที่สอดคล้องกับข้อกำหนด ส่วนหลักของพลังงาน (60%) ถูกปล่อยออกมาในช่วงเปลี่ยนผ่าน เป็นเรื่องปกติที่จะต้องพิจารณาระดับที่สอดคล้องกับคำศัพท์ มีการนำเสนอสเปกตรัมการเรืองแสงของนีโอไดเมียมในโกเมนสำหรับการเปลี่ยนผ่าน สเปกตรัมมี 7 เส้น; เส้นที่เข้มที่สุดคือ 1.0615 และ 1.0642 µm ในตาราง ตารางที่ 1.1 แสดงความยาวคลื่นของเส้นเรืองแสง 18 เส้น โดยคำนึงถึงการเปลี่ยนผ่านต่างๆ 114]; ข้อมูลได้รับที่อุณหภูมิ 300 เคลวิน ด้วยการพิจารณาเลเซอร์อย่างง่าย จึงสามารถใช้รูปแบบการทำงานสี่ระดับได้ "ระดับ" หลัก - เทอม 4/9/2, "ระดับ" การทำงานที่ต่ำกว่า - คำศัพท์การทำงานระดับสูง "ระดับ" - คำศัพท์ "ระดับ" ของการกระตุ้น - เงื่อนไขและจำนวนควอนตัมวงโคจรของนีโอไดเมียมไอออนเปลี่ยนแปลง 3; ดังนั้น สถานะที่สอดคล้องกับ -terms จึงมี metastable