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氟化钇锂晶体_百度百科
晶体_百度百科 网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心收藏查看我的收藏0有用+10氟化钇锂晶体播报讨论上传视频化学物质本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。氟化钇锂(Yttrium lithium fluoride)的化学式是LiYF4,有时会简称YLF,是一种双折射的晶体,一般会掺入元素钕,是固态激光中的主动激光介质,也用在近红外线激光器中。中文名氟化钇锂晶体外文名yttrium lithium fluoride crystal特 点无色透明晶体分子式LiYF4目录1简介2掺钕氟化钇锂3双折射4激光器5相关条目简介播报编辑氟化钇锂(Yttrium lithium fluoride)的化学式是LiYF4,有时会简称YLF,是一种双折射的晶体,一般会掺入元素钕,是固态激光中的主动激光介质,也用在近红外线激光器中。 [1]掺钕氟化钇锂播报编辑掺钕氟化钇锂(Nd:YLF)是主动激光介质,用在弧光灯抽运及激光二极管的固态激光中。氟化钇锂晶体(LiYF4)本身有双折射特性,常用在1047nm及1053nm的激光。掺钕氟化钇锂因为其萤光的时间较长,会用在Q开关系统中。掺钕氟化钇锂类似Nd-Yag激光,Q切换的掺钕氟化钇锂会配合光谐波发生(harmonic generation)来产生较短的波长。倍频掺钕氟化钇锂的常见应用是抽运超快的钛蓝宝石激光啁啾脉冲(chirped-pulse)。在重复速率在数kHz以下时,掺钕氟化钇锂可以比Nd-Yag激光产生更高的脉冲能量。不过掺钕氟化钇锂是脆性材料,容易破裂,也略溶于水。掺钕氟化钇锂会慢慢的溶解在周围的冷却水中。 [2]双折射播报编辑双折射现象,光学现象的一种,可以用光的横波性质来解释。当光照射到各向异性晶体(单轴晶体,如方解石、石英、红宝石等)时,发生两个不同方向的折射;对于单光材料来说,当光偏振方向垂直于光轴时,光所感受到的折射率为寻常光折射率,称为o光(ordinary ray、寻常光),另一束光的偏振方向平行于光轴则称为e光(extraordinary ray、非寻常光),这两束光都是偏振光,当寻常光折射率大于非寻常光折射率时称之正单光轴材料,反之称负单光轴材料。光线从一个特殊的角度射入晶体是不会发生双折射现象,这一角度称为晶体的光轴。不能说非寻常光不符合斯涅尔定律(Snell's Law),此误解来自于对于光以及能量的混淆,我们观察到非寻常光的方向为“能量流(energy flow)的方向”而非“光(k vector)的方向”。波片是这种现象的一个应用。 [2]激光器播报编辑激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射激光(laser)的器件。用光、电及其他办法对物质进行激励,使得其中一部分粒子激发到能量较高的状态,当这种状态的粒子数大于能量较低状态的粒子数时,由于受激辐射,物质就能对某一波长的光辐射产生放大作用,也就是这种波长的光辐射通过物质时,会发射强度放大并与入射光波位、频率和方向一致的光辐射,这种称为激光放大器。若把激发的物质放置于共振腔内,光辐射在共振腔内沿轴线方向往复反射传播,多次通过物质,光辐射被放大许多倍,形成一束强度大、方向集中的光束“激光”,这就是激光振荡器。“半导体泵浦固体激光”(DPSS)具有效率高、结构紧凑、光束质量好、性能稳定、寿命长等优点,日益引起人们的广泛重视。尤其是单频运转,在光谱学、相干通讯、激光雷达、引力波深测、光学数据存储等领域有广泛的应用。 [2]相关条目播报编辑掺钕钒酸钇 (Nd:YVO4)Nd-Yag激光新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号 京公网安备110000020000Nd:YLF激光晶体-南京光宝-CRYLINK
Nd:YLF激光晶体-南京光宝-CRYLINK
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我司的Nd:YLF晶体产品,又称掺钕氟化锂钇。是一种综合性能出色的晶体产品。在锁模激光,连续激光,材料加工领域有广泛的应用。该产品有超大荧光线宽,低热透镜效应,自然偏振的特点。可以用在线性极化谐振器,锁模激光器,二极管泵浦Nd:YLF激光器,Ti:蓝宝石啁啾脉冲放大器产品之中。
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吸收峰波长792 nm峰值吸收系数10 cm-1峰值吸收带宽~5 nm激光波长1047,1053 nm4F3/2钕能级寿命485μs发射截面15×10-20(e∥C)cm2@1047nm10×10-20(e⊥C)cm2@1053 nm折射率@1064 nmno=1.448ne=1.470晶体结构四边形密度3.95g/cm3Mohs硬度5热导率6Wm-1K-1dn/dT-4.6×10-6(∥c)K-1,-6.6×10-6(∥a)K-1热膨胀系数8×10-6(∥c)K-1,13×10-6(∥a)K-1典型掺杂水平1-2 at.%
标准规格
定向a-切割,c-切割透明孔径>90%面尺寸公差+0/-0.1mm长度公差±0.1mm平行度误差<10 arcsec垂直度误差<10 arcmin保护槽<0,1 mm @ 45˚表面质量10-5 S-D表面平整度<λ/8@6328 nm波前畸变λ/4@6328 nm涂层R<0.5%@790-810 nm +R<0.2%@1047-1053 nm激光损伤阈值>10 J/cm2@1064 nm,10 ps
谱图
Nd:YLF发射曲线Nd:YLF吸收曲线
案例
特点
应用
参考文献
新闻
案例
Nd:YLF晶体案例(一)规格:Φ5×20,Φ3×20 mm;镀膜: AR/AR 808+1053 nmNd:YLF晶体案例(二)用于1053 nm激光器规格:3×3×10 mm;双面抛光 (3×3 mm)镀膜: S1/S2 AR/AR@1053 nm,两面镀膜
特点
自然偏振超大荧光线宽低热透镜效应高紫外线透明度4F3/2钕能级的长寿命比Nd:YAG软得多,脆得多连续激光应用较低的激发光阈值高功率,低光束发散,有效的单模操作
应用
锁模激光器超短脉冲激光器材料加工、焊接、切割Ti:蓝宝石啁啾脉冲放大器二极管泵浦Nd:YLF激光器线性极化谐振器Q开关和倍频1047nm和1053 nm连续波脉冲工作
参考文献
[1]Energy transfer up-conversion and excited state absorption of laser radiation in Nd:YLF laser crystals[2]Experimental and theoretical study of the weak and asymmetrical thermal lens effect of Nd:YLF crystal for σ and π polarizations[3]The formation and characterization of optical waveguide in NdYLF crystal by 4.5-MeV Si ion implantation
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Tm:YLF 晶体块
两微米Tm3+激光器在科学、国防和医疗领域有着广泛的应用。铥很容易被替代成许多适用于高平均功率激光系统的晶体主体,其吸收带约为0.8μm,允许用商用高功率激光二极管进行激发。掺铥氟化钇锂晶体具有较低的非线性折射率和热光常数,非常适合在科研、生产、教育等光电领域的应用。该晶体是具有负折射率温度系数的负单轴晶体,它可以抵消一些热畸变,从而具有高光束质量的输出。泵浦波长为792nm,波长1900nm的线偏振激光器沿轴方向输出。从c轴输出的光是非线性偏振的。通过选择合适的晶体尺寸和掺杂浓度,可以获得高功率激光输出。
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材料规格
浓度公差(atm%)2-4 at.%晶格常数4~5取向a-切口,其他方向也可用平行性<10”垂直性<5”表面质量10-5 刮痕 & 凹陷波前失真λ/8 @ 633nm表面平整度λ/10 @ 633nm通光孔径95%长度公差±0.1 mm面尺寸公差+0/-0,1 mm防护倒角<0,1 mm 在45˚损伤阈值over 15J/cm2 TEM00, 10ns, 10Hz
物理和化学特性
晶体结构四方晶系晶格常数a=5.16Å; c=10.85Å密度3.99 g/cm³熔点819℃导热系数6 Wm-1K-1热光学系数(dn / dT)π = 4.3 x 10-6 x °K-1; σ = 2.0 x 10-6 x °K-1热膨胀率/(10-6·K-1 @ 25°C)10.1×10-6 (//c) K-1, 14.3×10-6((//a) K-1硬度(莫氏)5剪切模量/ Gpa85比热0.79 J/gK泊松比0.3
光学和光谱性质
激光跃迁3F4→3H6激光波长π:1880 nm; σ:1908 nm峰吸收截面0.55×10-20 cm2峰值波长处的吸收带宽16 nm吸收峰波长792 nm3F4 铥能级的寿命16 ms量子效率2非线性指标n20.6 x 10-13光学质量< 0.3 x 10-5折射率@ 1064 nmno=1.448, ne=1.470激光引起的损伤阈值>10 J/cm2@1900 nm, 10 ns涂层在两边R<0,5% @792 nm + R<0,15% @1800-1960 nm; 还可提供定制涂层
吸收和发射光谱
案例
特点
应用
参考文献
新闻
案例
Tm:YLF晶体案例(一)规格:Ø3×12 mm,Ø3×6 mm;S1/S2: AR(R<0,5%)792 nm + AR(R<0,2%)1800-1960 nm
特点
非线性折射率低热光常数低极化损耗低上能级荧光寿命长上转换效应小敏化离子无吸收损失
应用
医学诊断与治疗激光雷达激光测距电光对策激光遥感激光成像光信号处理材料加工
参考文献
[1] Yue, Chen, Xin-Yu, et al. A compact high efficient Tm:YLF laser dual-end-pumped by an equidirectional-polarizing fiber coupled laser diode at room temperature[J]. Optik: Zeitschrift fur Licht- und Elektronenoptik: = Journal for Light-and Electronoptic, 2018, 158:1553-1557.[2] Cui Z , Yao B Q , Duan X M , et al. A graphene saturable absorber for a Tm:YLF pumped passively Q-switched Ho:LuAG laser[J]. Optik – International Journal for Light and Electron Optics, 2016, 127(5):3082-3085.[3] Duan X M , Ding Y , Dai T Y , et al. A linewidth-narrowed Tm:YLF laser using by two etalons[J]. Optik – International Journal for Light and Electron Optics, 2015, 126(19):2108-2109.[4] Wang Y P , Dai T Y , Wu J , et al. A Q-switched Ho: YAG laser with double anti-misalignment corner cubes pumped by a diode-pumped Tm: YLF laser[J]. Infrared Physics & Technology, 2018, 91:8-11.[5] Dai Y , Li Y , Zou X , et al. Compact passively Q-switched Tm:YLF laser with a polycrystalline Cr:ZnS saturable absorber[J]. Optics & Laser Technology, 2014, 57:202-205.[6] Zhang B , Li L , He C , et al. Compact self-Q-switched Tm:YLF laser at 1.91 μm[J]. Optics & Laser Technology, 2018, 100.[7] Antipov O L , Zakharov N G , Fedorov M , et al. Cutting effects induced by 2 μm laser radiation of cw Tm:YLF and cw and Q-switched Ho:YAG lasers on ex-vivo tissue[J]. Medical Laser Application, 2011, 26(2):67-75.[8] Linjun, Li, Xining, et al. High beam quality passively Q-switched operation of a slab Tm:YLF laser with a MoS2 saturable absorber mirror – ScienceDirect[J]. Optics & Laser Technology, 2019, 112:39-42.[9] Duan X M , Ding Y , Yao B Q , et al. High power acousto-optical Q-switched Tm:YLF-pumped Ho:GdVO4 laser[J]. Optik – International Journal for Light and Electron Optics, 2018, 163:39-42.[10] Ding Y , Han L , Yao B Q , et al. High power Tm:YLF bulk laser wavelength-stabilized by two F-P etalons[J]. Optik – International Journal for Light and Electron Optics, 2015, 126(9-10):990-992.[11] Y, Ding, D. X , et al. High power Tm:YLF laser operating at 1.94 μm[J]. Optik International Journal for Light & Electron Optics, 2015.[12] Yang X T , Mu Y L , Zhao N B . Ho:SSO solid-state saturable-absorber Q switch for pulsed Ho:YAG laser resonantly pumped by a Tm:YLF laser[J]. Optics & Laser Technology, 2018, 107:398-401.[13] Yokozawa T , Izawa J , Hara H . Mode control of a Tm:YLF microchip laser by a multiple resonator[J]. Optics Communications, 1998, 145( 1–6):98-100.[14] Hecht H , Burshtein Z , Katzir A , et al. Passive Q-switching of a Tm:YLF laser with a Co2+ doped silver halide saturable absorber[J]. Optical Materials, 2017, 64:64-69.[15] Razumova I , Tkachuk A , Nikitichev A , et al. Spectral-luminescent properties of Tm:YLF crystal[J]. JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, 1995, 225(1-2):129-132.[16] Kalachev Y L , Mihailov V A , Podreshetnikov V V , et al. The study of a Tm:YLF laser pumped by a Raman shifted Erbium fiber laser at 1678 nm[J]. Optics Communications, 2011, 284(13):3357-3360.
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2023年9月14日 By zhang Leave a Comment 简介:开创性的激光晶体技术
激光技术的进步有助于重塑从医药到制造等各个行业。这些发展的一个重要因素是高质量晶体的使用,其中掺钕钇铝石榴石 (Nd:YAG) 和掺钕氟化锂 (Nd:YLF) 是两种最突出的材料。通过了解 Nd:YAG 和 Nd:YLF 晶体的特性、差异和合适应用,人们可以优化其基于激光的工作。
Nd:YAG 晶体的基本概述
Nd:YAG 晶体是掺钕钇铝石榴石晶体的简称,是激光技术行业的支柱。这些合成宝石具有独特的成分,源自精细控制的工艺,其中将微量的钕引入或“掺杂”到钇铝石榴石基质中。该过程需要细致的温度调节,以确保钕离子缓慢而精确地沉积到石榴石晶体结构中。这一复杂过程的结果是一种坚固的激光介质,能够承受高损伤阈值,这一特性在各种激光应用中都非常有益。
深入研究这些晶体的性质揭示了一系列特性,使它们成为众多高性能应用的首选。 Nd:YAG 晶体的决定性特性之一是其高导热性。这一功能极大地提高了它们在艰苦条件下保持功能和效率的能力,因为它们可以有效地管理和散发操作过程中产生的热量。这种热管理能力在高功率连续波 (CW) 操作期间尤其重要,因为此时需要恒定、不间断的光束。它使 Nd:YAG 晶体能够保持一致的性能,而不会受到热应力的破坏性影响,从而确保激光系统的使用寿命。
图 1. Nd:YAG 晶体
Nd:YAG 晶体的低激光阈值为其产品组合增添了优势。这一特征意味着引发激光或产生相干光束所需的能量相对较低。激光阈值越低,晶体将输入能量转换为激光的效率就越高,从而使激光系统具有较高的整体性能。这种效率有助于 Nd:YAG 晶体在需要高功率和高效能源利用的应用中长期受欢迎,例如医疗激光器或材料加工激光器。
此外,Nd:YAG 晶体的发射波长是影响其广泛使用的另一个区别因素。在 1064 nm 处,发射落在光谱的近红外区域内。该波长范围具有多种优势,包括高穿透深度和低散射,这对于激光切割、焊接和医疗程序等应用至关重要。此外,该波长范围对环境条件波动不太敏感,使这些晶体能够在各种情况下提供可靠、高效的性能。
从本质上讲,Nd:YAG 晶体的强度在于这些特性的融合。它们坚固的结构、高导热性、低激光阈值和高效的发射波长都有助于它们的高性能和在众多激光应用中的普及。每项属性在塑造这些晶体的整体功效方面都发挥着至关重要的作用,综合来看,这些属性使 Nd:YAG 晶体成为激光技术行业的一股非凡力量。随着我们进入一个技术不断发展的时代,这些多功能且有弹性的晶体的作用必将继续发挥重要作用,不断突破激光技术的界限。
图 2. Crylink 的 Nd:YAG 应用
深入了解 Nd:YLF 晶体
掺钕氟化钇锂(通常称为 Nd:YLF)是激光技术领域的另一个重要参与者。其制造过程涉及将钕离子整合到氟化钇锂晶体结构中。这个过程明显偏离 Nd:YAG 晶体中石榴石的形成。结果是单轴晶体结构,这一属性将 Nd:YLF 与其 Nd:YAG 对应物区分开来,并赋予其一组独特的特性。
单轴晶体结构是一种只有一个方向的晶体结构,从不同角度观察时晶体表现出相同的性质。这种单轴结构使 Nd:YLF 晶体特别有利于某些激光应用,例如需要高精度和稳定性的锁模激光器。在这种情况下,Nd:YLF 晶体的单轴性质可以提供更一致和受控的结果。
Nd:YLF 晶体的热特性是另一个需要考虑的关键方面。尽管 Nd:YLF 的热导率低于 Nd:YAG 晶体,但 Nd:YLF 在高功率运行期间具有出色的热量管理能力。这一特性源于这样一个事实:较低的导热率导致整个晶体传递的热量较少。因此,激光操作期间产生的热量往往保持在局部,而不是扩散并可能对晶体造成热应力。这种热管理能力使 Nd:YLF 晶体即使在高功率、高应力环境下也能保持出色的性能。
图 3. Nd:YLF 晶体
Nd:YLF 晶体最引人注目的特征之一可能是其双发射线,主峰位于 1047 nm 和 1053 nm。这种双波长发射赋予 Nd:YLF 晶体多功能性,对于具有特定输出要求的应用非常有价值。例如,1053 nm 发射线与某些光纤的吸收线高度兼容,使 Nd:YLF 晶体成为光纤激光器的首选材料。与此同时,1047 nm 处的第二条发射线可用于倍频技术,该技术可转换激光的频率以实现更精确和受控的结果。
在超快激光器领域,需要快速的脉冲持续时间才能获得准确的结果,Nd:YLF 的独特性能已被证明是无价的。低热导率、单轴晶体结构和双发射线的组合协同工作,使这些晶体能够处理与超快激光操作相关的高重复率和短脉冲持续时间。
总而言之,Nd:YLF 晶体的独特特性使其成为某些激光应用中 Nd:YAG 晶体的强大且可行的替代品。较低的热导率、双发射波长和单轴晶体结构使这些晶体能够处理高功率操作并满足多种输出要求。正是这些特性使 Nd:YLF 晶体成为推进激光技术的有力工具。展望未来,很明显,这些晶体的独特功能将继续塑造和推动激光应用在各个领域的进步。
图 4. 激光切割
Nd:YAG 和 Nd:YLF 晶体的比较
比较 Nd:YAG 和 Nd:YLF 晶体,我们看到两种独特的激光介质的故事,每种介质都有其优点和优势品质,使它们成为某些应用的首选。让我们更深入地研究这些区别,以了解为什么在不同的情况下,其中一个可能比另一个更受青睐。
该比较中的关键因素之一是导热率。 Nd:YAG 晶体以其高导热性而闻名,这对其整体性能起着关键作用。这一特性使它们能够在操作过程中有效、快速地散热,防止可能影响激光器效率和使用寿命的热应力。因此,高导热率使 Nd:YAG 晶体特别适合高功率、连续波操作,在这些操作中,一致且高效的散热至关重要。
图 5. 超快激光器
另一方面,Nd:YLF 晶体的导热率较低,与 Nd:YAG 相比,这似乎是一个缺点。然而,在某些应用中,该属性可能是有利的。较低的导热率导致局部热量集中,使 Nd:YLF 晶体能够很好地承受脉冲操作。在这些情况下,较低的热导率会导致较少的热透镜效应,即热引起的折射率变化会使激光束变形的现象。此外,Nd:YLF 较大的受激发射截面有助于提高脉冲操作的效率,其中每个脉冲需要一定的最小能量来实现激光发射。
将我们的注意力转向发射波长,我们发现 Nd:YAG 和 Nd:YLF 晶体之间的另一个关键区别。 Nd:YAG 晶体的主发射线为 1064 nm,是需要深度穿透的应用的绝佳选择。例如,在激光焊接或切割中,1064 nm 波长可以深入穿透材料,提供高度的控制和精度。
相反,Nd:YLF 晶体具有双发射线,这使其在多功能性方面具有显着优势。 1047 nm 和 1053 nm 处的主发射峰使 Nd:YLF 能够满足各种应用中的特定输出要求。这一属性使它们特别适合超快激光应用,其中可以使用不同的波长来实现所需的脉冲持续时间和重复率。
综上所述,Nd:YAG和Nd:YLF晶体的比较不是优劣的问题,而是适用性的讨论。两种类型的晶体都具有独特的特性,使其成为某些应用的理想选择。 Nd:YAG 的高导热性和单发射线使其非常适合高功率、连续操作和需要深穿透的应用。另一方面,Nd:YLF 较低的热导率、双发射线和单轴晶体结构使其非常适合特定波长要求和脉冲操作。通过了解这些差异,我们可以体会到每种晶体给激光技术世界带来的独特价值。
图 6. Nd:YLF 案例
为您的应用选择合适的晶体
最后,Nd:YAG 和 Nd:YLF 之间的选择取决于您应用的具体要求。了解这些晶体的特性和差异可以提高激光技术应用的性能和效率。
结论:利用激光晶体的力量
Nd:YAG 和 Nd:YLF 晶体都具有独特的特性,使其适合不同的激光应用。通过了解每种晶体的细微差别,人们可以做出明智的选择,从而提高激光应用的效率和性能。这些强大的晶体将继续推动激光技术的创新,为各行业的无数进步做出贡献。
常见问题解答
Nd:YAG和Nd:YLF晶体的主要区别是什么?主要区别在于它们的热导率和发射波长。 Nd:YAG具有较高的热导率和单一发射波长,而Nd:YLF具有较低的热导率和双发射波长。
为什么常用Nd:YAG晶体?Nd:YAG 晶体因其高导热性和低激光阈值而广受欢迎,使其成为高功率运行且耐损坏的理想选择。
Nd:YLF晶体在哪些应用中是首选?Nd:YLF 晶体是需要脉冲操作和特定波长输出的应用的首选,例如超快激光应用。
我可以在激光应用中互换 Nd:YAG 和 Nd:YLF 晶体吗?这在技术上是可行的,但不推荐,因为它们具有不同的特性并针对不同的用途进行了优化。始终考虑您的应用程序的具体要求。
Nd:YAG、Nd:YLF等激光晶体的前景如何?随着激光技术的不断发展,这些晶体可能会在进一步的进步中发挥关键作用。它们独特的性能为一系列应用提供了巨大的潜力。
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Nd:YLF 晶体 - 掺钕氟化锂钇
产品详情
Nd:YLF 晶体 - 掺钕氟化锂钇
掺钕氟化锂钇(Nd:YLF)晶体是非常适合锁模方式工作获得短脉冲激光的优秀晶体,具有热透镜效应小,荧光线宽宽,输出线偏振光等优点。福晶公司采用提拉法生长Nd:YLF晶体,在晶体生长过程中使用高质量的原材料,用He-Ne激光器对晶体内部的散射颗粒进行检查。
产品描述
福晶课堂
企业下载
产品介绍:
福晶科技采用提拉法生长掺钕氟化锂钇晶体(Nd:YLF),在晶体生长过程中使用高质量的原材料,用He-Ne激光器细致检查晶体内部的散射颗粒,对整个毛坯都用干涉法进行测试,以确保每一个晶体的质量。
福晶科技可提供:
圆棒直径2-10 mm,长度1-150 mm
光轴定向精度<1°
可抛光或镀制增透膜
Nd掺杂浓度0.4-1.2 at.%
可根据需求提供更大外径和厚度或非标准掺杂浓度的Nd:YLF晶体
表1. 基本特性
化学式
LiY1.0-xNdxF4
晶体结构
四方晶系
空间群
I41/a
Nd原子浓度
1.40×1020 at/cm3,1% Nd掺杂
弹性模量
85 GPa
晶体结构
a=5.16 Å,c=10.85 Å
熔点
819 ℃
莫氏硬度
4~5 Mohs
密度
3.99 g/cm3
热导率
0.063 W/cm/K
比热
0.79 J/g/K
热膨胀系数
8.3×10-6 /K ∥c;13.3×10-6 /K ⊥c
表2. 光学特性
透射范围
180-6700 nm
受激辐射截面峰值
1.8×10-19 /cm2 E∥c @ 1047 nm
1.2×10-19 /cm2 @ 1053 nm
荧光寿命
485 µs(1% Nd掺杂)
散射损耗
<0.2% /cm
最大吸收系数
(1.2%Nd)
α=10.8 cm-1(792.0 nm E∥c)
α=3.59 cm-1(797.0 nm E⊥c)
激光波长
1047 nm(∥c,a切晶体)
1053 nm(⊥c,a或c切晶体)
Sellmeier方程(λ单位µm):
no2 = 1.38757 + 0.70757λ2 / (λ2 - 0.00931) + 0.18849λ2 / (λ2 - 50.99741)
ne2 = 1.31021 + 0.84903λ2 / (λ2 - 0.00876) + 0.53607λ2 / (λ2 - 134.9566)
表3.折射率
波长(nm)
no
ne
262
1.485
1.511
350
1.473
1.491
525
1.456
1.479
1050
1.448
1.47
2065
1.442
1.464
表4.dn/dT
波长(nm)
E//c
E⊥c
436
-2.44×10-6 /℃
-0.54×10-6 /℃
578
-2.86×10-6 /℃
-0.91×10-6 /℃
1060
-4.30×10-6 /℃
-2.00×10-6 /℃
Nd:YLF 晶体规格指标:
表5. 产品指标
标准掺杂浓度
Nd:1.1±0.1%
光洁度
10/5 参考MIL-PRF-13830B标准
透射波前畸变
<λ/4 @ 633 nm
平面度
λ/8 @ 633 nm
平行度
20″
垂直度
≤15′
倒角
≤0.2mm×45°
端面镀膜
R<0.15% @ 1047/1053 nm
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Nd:KGW 晶体 - 掺钕钨酸钾钆
下一个 :
Yb:CALGO 晶体
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YLF lasers, explained by RP; Nd:YLF laser, yttrium lithium fluoride
YLF lasers, explained by RP; Nd:YLF laser, yttrium lithium fluoride
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Encyclopedia > letter Y > YLF lasers
YLF Lasers
17 suppliers for YLF lasers
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List of suppliers forYLF lasers
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Definition: lasers based on YLF (yttrium lithium fluoride) crystals, usually Nd:YLF
More specific term: solid-state lasers
German: YLF-Laser
Categories: optical materials, laser devices and laser physics
Author: Dr. Rüdiger Paschotta
Cite the article using its DOI: https://doi.org/10.61835/ark
Get citation code: Endnote (RIS) BibTex plain textHTML
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The term YLF laser is usually used for lasers based on neodymium-doped YLF (Nd3+:YLF) crystals, although there are other rare-earth-doped YLF crystals, e.g. with ytterbium, erbium, thulium, holmium or praseodymium doping. YLF is the acronym for yttrium lithium fluoride (YLiF4). Due to the similar size, yttrium ions can be replaced with laser-active rare earth ions without strongly affecting the lattice structure.
YLF is birefringent, which eliminates thermally induced depolarization loss. Also, the gain and the emission wavelength of Nd:YLF are polarization-dependent: there is the stronger 1047-nm line for <$\pi$> polarization, and a weaker one at 1053 nm for <$\sigma$> polarization. The 1053-nm line fits well to the gain peak of Nd:glass, which makes Nd:YLF seed lasers and preamplifiers suitable for Nd:glass amplifier chains. There are additional transitions at 1321 nm (<$\pi$>) and 1313 nm (<$\sigma$>), which allow for, e.g., red light generation via frequency doubling.
The negative thermo-optic coefficient <$\partial n / \partial T$> leads to a defocusing thermal lens, which may be approximately compensated by the focusing lens from bulging of the end faces, if a suitable design is chosen. Nd:YLF lasers can be diode-pumped or lamp-pumped. Compared with Nd:YAG (→ YAG lasers), Nd:YLF has a lower thermal conductivity, but nevertheless exhibits weaker thermal distortions (due to the weakly negative <$\partial n / \partial T$>), thus allows a better beam quality, has significantly anisotropic thermal expansion and a lower fracture resistance (limiting the output power), and a longer upper-state lifetime (which is favorable for, e.g., diode-pumped Q-switched lasers with high pulse energy). Another remarkable feature is the high UV transparency, which is favorable for pumping with xenon flashlamps.
Suppliers
The RP Photonics Buyer's Guide contains 17 suppliers for YLF lasers.
See also: YAG lasers, vanadate lasers, laser crystals, neodymium-doped laser gain media, rare-earth-doped laser gain media, solid-state lasers, polarization of light
Questions and Comments from Users
2022-03-23What is the exact reason why the laser wavelength depends on the polarization?
The author's answer:
YLF is a non-isotropic medium due to its crystal structure. As a consequence of that (and not surprisingly), various optical properties depend on the propagation direction and on the polarization.
Here you can submit questions and comments. As far as they get accepted by the author, they will appear above this paragraph together with the author’s answer. The author will decide on acceptance based on certain criteria. Essentially, the issue must be of sufficiently broad interest.
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了解和防止光致发光猝灭以实现 Yb:YLF 纳米晶体的统一光致发光量子产率,ACS Applied Materials & Interfaces - X-MOL
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了解和防止光致发光猝灭以实现 Yb:YLF 纳米晶体的统一光致发光量子产率
ACS Applied Materials & Interfaces
(
IF
9.5
)
Pub Date : 2023-01-06
, DOI:
10.1021/acsami.2c17888
Jence T Mulder
1
,
Michael S Meijer
1
,
J Jasper van Blaaderen
1
,
Indy du Fossé
1
,
Kellie Jenkinson
2
,
Sara Bals
2
,
Liberato Manna
3
,
Arjan J Houtepen
1
Affiliation
Optoelectronic Materials Section, Faculty of Applied Sciences, Delft University of Technology, Van der Maasweg 9, 2629HZ Delft, The Netherlands.
Electron Microscopy for Materials Science (EMAT), Department of Physics, University of Antwerp, Groenenborgerlaan 171, 2020 Antwerp, Belgium.
Department of Nanochemistry, Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), Via Morego 30, 16163 Genova, Italy.
掺镱 LiYF 4 (Yb:YLF) 是激光应用、光子上转换介质和光学制冷的常用材料。作为纳米晶体 (NC),该材料在生物和物理应用中也很受关注。不幸的是,与大多数荧光粉一样,随着尺寸的减小,光致发光量子产率 (PLQY) 也会大幅降低,这通常与表面相关 PL 猝灭的增加有关。在这里,我们报道了短轴~60 nm 的双锥体 Yb:YLF NC 的合成。我们系统地研究并消除了这些 NC 中所有 PL 猝灭源。通过化学方法从反应混合物中除去所有痕量的水,我们获得了当 Yb 3+浓度低于 20% 时表现出接近一致的 PLQY 的 NC 。在较高的 Yb 3+浓度下,会发生有效的浓度猝灭。通过在 NC 核周围生长未掺杂的 YLF 壳来减轻表面 PL 淬火,即使对于完全基于 Yb 3+的 LiYbF 4核,也能获得接近一致的 PLQY 值。这明确表明,仅核心 Yb:YLF NC 中唯一剩余的猝灭位点位于表面,并且浓度猝灭是由于能量转移到表面。蒙特卡罗模拟可以重现 PLQY 的浓度依赖性。令人惊讶的是,福斯特共振能量转移与实验数据并没有给出令人满意的一致,而最近邻能量转移却可以。这项工作表明,可以合成质量接近大块单晶的Yb 3+基纳米磷光体。LiYbF 4 /LiYF 4核/壳纳米晶体中的高Yb 3+浓度增加了弱Yb 3+吸收,使这些材料非常有希望用于基础研究并提高其在生物应用和光学制冷中的有效性。
"点击查看英文标题和摘要"
Understanding and Preventing Photoluminescence Quenching to Achieve Unity Photoluminescence Quantum Yield in Yb:YLF Nanocrystals
Ytterbium-doped LiYF4 (Yb:YLF) is a commonly used material for laser applications, as a photon upconversion medium, and for optical refrigeration. As nanocrystals (NCs), the material is also of interest for biological and physical applications. Unfortunately, as with most phosphors, with the reduction in size comes a large reduction of the photoluminescence quantum yield (PLQY), which is typically associated with an increase in surface-related PL quenching. Here, we report the synthesis of bipyramidal Yb:YLF NCs with a short axis of ∼60 nm. We systematically study and remove all sources of PL quenching in these NCs. By chemically removing all traces of water from the reaction mixture, we obtain NCs that exhibit a near-unity PLQY for an Yb3+ concentration below 20%. At higher Yb3+ concentrations, efficient concentration quenching occurs. The surface PL quenching is mitigated by growing an undoped YLF shell around the NC core, resulting in near-unity PLQY values even for fully Yb3+-based LiYbF4 cores. This unambiguously shows that the only remaining quenching sites in core-only Yb:YLF NCs reside on the surface and that concentration quenching is due to energy transfer to the surface. Monte Carlo simulations can reproduce the concentration dependence of the PLQY. Surprisingly, Förster resonance energy transfer does not give satisfactory agreement with the experimental data, whereas nearest-neighbor energy transfer does. This work demonstrates that Yb3+-based nanophosphors can be synthesized with a quality close to that of bulk single crystals. The high Yb3+ concentration in the LiYbF4/LiYF4 core/shell nanocrystals increases the weak Yb3+ absorption, making these materials highly promising for fundamental studies and increasing their effectiveness in bioapplications and optical refrigeration.
更新日期:2023-01-06
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