Cristaux laser
Les cristaux laser sont des matériaux à l'état solide qui sont utilisés comme milieu actif dans les systèmes laser. Ils sont généralement constitués d'un matériau hôte dopé avec de petites quantités d'une terre rare spécifique, d'un métal de transition ou d'un autre élément capable d'amplifier la lumière. Les éléments dopants utilisés dans les cristaux laser sont choisis en fonction de leur capacité à absorber et à émettre de la lumière à des longueurs d'onde spécifiques, ce qui les rend idéaux pour les applications laser.
| Référence | LC-YVO4 | Référence | LC-GdVO4 | Référence | LC-YAG | Référence | LC-Ti-Saphir |
| Structure en cristal | Zircon tétragonal | Structure en cristal | Tétragonale | Structure en cristal | Cubic | Formule chimique | Ti3+ : Al2O3 |
| Paramètre de cellule | a=b=7.1193A°, c=6.2892A° | Groupe Espace | I41/amd | Constante de réseau | 12.01Ao | Structure en cristal | Hexagonal |
| Densité | 4.22g / cm3 | Le paramètre de maille | un = 0.721 nm, b = 0.635 nm | Point de fusion | 1970oC | Constantes de réseau | a = 4.758A°, c = 12.991A° |
| Densité atomique | 1.26 x 1020 atomes/cm3 | Transition durable | 4F3/2 → 4I11/2 | Densité | 4.5g / cm3 | Densité | 3.98g / cm3 |
| Dureté de Mohs | 4-5 (ressemblant à du verre) | Longueur d'onde laser | 1062.9nm | Réflectivité | 1.82 | Point de fusion | 2040 ° C |
| Coefficient de dilatation thermique (300K) | αa = 4.43 x 10-6/K αc = 11.37 x 10-6/K | Section efficace d'émission (à 1064 nm) | 7.6x10-19cm2 | Coefficient de dilatation thermique | 7.8 x 10-6 /K <111>, 0-250°C | Dureté de Mohs | 9 |
| Coefficient de conductivité thermique (300K) | //C : 0.0523 W/cm/K ⟘C : 0.0510 W/cm/K | Section efficace d'absorption (à 808 nm) | 4.9x10-19cm2 | Conductivité thermique (W/m/K) | 14, 20°C 10.5, 100°C | Conductivité thermique | 52W/m/k |
| Longueur d'onde laser | 1064nm, 1342nm | Coefficient d'absorption (à 808 nm) | 74cm-1 | Dureté de Mohs | 8.5 | Chaleur spécifique | 0.42J/g/K |
| Coefficient optique thermique (300K) | dno/dT = 8.5 x 10-6/K dne/dT = 2.9 × 10-6/K | Indice de réfractivité (à 1064nm) | non = 1.972, ne = 2.192 | Section efficace d'émission stimulée | 2.8x10-19cm-2 | Action laser | Vibronique à 4 niveaux |
| Section efficace d'émission stimulée | 25x10-19cm2 à 1064nm | Conductivité thermique (<110>) | 11.7 W/m/K | Temps de relaxation du niveau de laser terminal | 30ns | Durée de vie de la fluorescence | 3.2μs (T=300K) |
| Durée de vie fluorescente | 90μs (1% dopé Nd) | Densité | 5.47g / cm3 | Durée de vie radiative | 550μs | Plage de réglage | 660-1050nm |
| Coefficient d'absorption | 31.4 cm-1 à 810 nm | Niveau de dopant Nd (atomique) | 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.5%, 0.7%, 1.0%… | Fluorescence spontanée | 230μs | Plage d'absorption | 400-600nm |
| Perte intrinsèque | 0.02 cm-1 à 1064 nm | Largeur de ligne | 0.6nm | Pic d'émission | 795nm | ||
| Gagner de la bande passante | 0.96 nm à 1064 XNUMX nm | Coefficient de perte | 0.003 cm-1 à 1064 nm | Pic d'absorption | 488nm | ||
| Émission de base polarisée | polarisation π ; parallèle à l'axe optique (axe c) | Indice de réfraction | 1.76 à 800nm | ||||
| Efficacité optique à optique pompée par diode | >60% | Section transversale maximale | 3~4 x 10-19cm2 | ||||
| Équations de Sellmeier (λ en μm) | no2 = 3.77834 + 0.069736/(λ2- 0.04724) – 0.010813λ2 ne2 = 4.59905 + 0.110534/(λ2- 0.04813) – 0.012676λ2 | Dilatation thermique | 8.40 x 10-6/°C | ||||
Informations sur les cristaux laser
Cristal | Nd:GdVO4 | Nd:YVO4 | ||
Structure cristalline, groupe spatial | Tétragonal, I41/amd | Tétragonal, I41/amd | ||
Constantes de réseau (nm) | a: | 0.721 | a: | 0.721 |
b: | 0.635 | b: | 0.629 | |
Température de fusion (°C) | 1780 | 1825 | ||
Dilatation thermique @ 25°C, x 10-6/°C | A | 1.5 | a | 4.43 |
B | 7.3 | b | 11.4 | |
Chaleur spécifique à 25 °C, cal/mol·K | 32.6 | 24.6 | ||
dn/dT, x 10-6/°C | 4.7 | 2.7 | ||
Cristal | Nd:YVO 4 | Nd:GdVO 4 | Nd: YAG |
Longueurs d'onde laser | 1064.3nm, 1342.0nm | 1062.9nm, 1340nm | 1064.2nm, 1338.2nm |
Bande passante d'émission (largeur de raie à 1064 nm) | 0.8nm | Pas de données | 0.45nm |
Section efficace du laser (section efficace d'émission à 1064 nm) | 15.6 x 10⁻¹⁹ cm² | 7.6 x 10⁻¹⁹ cm² | 6.5 x 10⁻¹⁹ cm² |
Polarisation | Parallèle à l'axe c | Parallèle à l'axe c | Non polarisé |
Durée de vie radioactive (microsecondes) à 1 % de dopage Nd | ~ 100 μs | ~ 95 μs | 230μs |
Longueur d'onde de la pompe | 808.5nm | 808.4nm | 807.5nm |
Absorption maximale de la pompe à 1 % de dopage | ~41 cm -1 | ~57 cm -1 | |
Conductivité thermique, W/m/K | 5.1 | 11.7 | 14 |
Gamme de concentration de dopage | 0.1 to 3.0 % | 0.1 to 3.0 % | 0.1 to 2.0 % |
