Nd:YVO4結晶     

Nd:YVO4結晶は、LD励起固体レーザーに最適で、Nd:YAG結晶に比べ、下記の優れた特性があります。
  • LDの励起波長808nmでは、約5倍の吸収係数があります。
  • 吸収係数が高いので、結晶の厚みを薄くすることが可能となり、小型サイズのLD励起固体レーザーの設計が可能です。
  • 2.4倍から6.3倍のポンプ吸収帯域幅があります。
  • レーザー発振波長において、1.8から5.6倍の高い誘導放出断面積があります。
  • 強い単一波長発光を維持し、一軸結晶なので偏光したレーザー出力だけが得られ、複屈折効果を避けることができます。
■ 物質特性
原子密度: 1.26x1020 atoms/cm3 (Nd1.0%)
結晶構造: Zircon Tetragonal, space group D4h-I4/amd
a=b=7.1193A,c=6.2892A
密度; 4.22g/cm3
モース硬度: 4-5(Glass-like)
熱膨張係数(300K): αa=4.43x10-6/K
αc=11.37x10-6/K
熱伝導率(300K): //C:0.0523W/cm/K
⊥C:0.0510W/cm/K

■ 光学特性
レージング波長 1064nm,1342nm
熱光学係数(300K): dno/dT=8.5×10-6/K
dne/dT=2.9×10-6/K
同時発振断面積 25×10-19cm2 @ 1064nm
蛍光寿命 90μs(1% Nd doping)
吸収係数 31.4cm-1 @810nm
固有損失 0.02cm-1 @1064nm
利得帯域 0.96nm@1064nm
偏光レーザー発振 π polarization; parallel to optic axis(c-axis)
ダイオード励起光学効率性 >60%
セルマイヤー方程式

n02=3.77834+0.069736/(λ2-0.04724)-0.010813λ2

ne2=4.59905+0.110534/(λ2-0.04813)-0.012676λ2


■ Nd:YVO4とNd:YAGのレーザー発振特性比較

レーザー結晶 ドープ量(atm%) σ
(x10-19cm2)
α
(cm-1)
τ
(μs)
Lα
(mm)
Pth
(mW)
ηs
(%)
Nd:YVO4(a-cut) 1.0
2.0
25
25
31.2
72.4
90
50
0.32
0.14
30
78
52
48.6
Nd:YVO4(c-cut) 1.1 7 9.2 90 231 45.5
Nd:YAG 0.85 6 7.1 230 1.41 115 38.6

■ Nd:YVO4結晶の典型的な結果
Nd:YAG結晶を使用した時と比較した、ダイオード励起のNd:YVO4結晶のレーザー発振特性比較

結晶 サイズ(mm3) 励起出力 出力 (at 1064nm)
Nd:YVO4 3x3x1 850mW 350mW
Nd:YVO4 3x3x5 15W 6W
Nd:YAG 3x3x2 850mW 34mW


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