基本介紹
- 中文名：雷射棒
- 化學式：Y3 Al5 O15
- 外觀：固體
- 簡稱：YAG
基本組成,具體作用,具體分類,常用尺寸,雷射打標機,
基本組成
釔鋁石榴石的化學式是Y3 Al5 O15 ,簡稱為YAG。在YAG基質中摻入激活離子Nd3+ (約1%)就成為Nd:YAG。實際製備時是將一定比例的Al2 O3 、Y2 O3 和NdO3 在單晶爐中熔化結晶而成。Nd:YAG屬於立方晶系, 是各向同性晶體。
雷射棒
雷射棒具體作用
由於Nd:YAG屬四能級系統, 量子效率高, 受激輻射面積大, 所以它的閾值比紅寶石和釹玻璃低得多。又由於Nd:YAG晶體具有優良的熱學性能, 因此非常適合製成連續和重頻器件。它是在室溫下能夠連續工作的唯一固體工作物質，在中小功率脈衝器件中, 套用Nd:YAG的量遠遠超過其他工作物質。
和其他固體雷射器 一樣, 雷射棒基本組成部分是雷射工作物質、泵浦源和諧振腔。不過由於晶體中所摻雜的激活離子種類不同, 泵浦源及泵浦方式不同, 所採用的諧振腔的結構不同,以及採用的其他功能性結構器件不同,YAG雷射器又可分為多種, 例如按輸出波形可分為連續波YAG雷射器、重頻YAG雷射器和脈衝 雷射器 等; 按工作波長分為1.06μmYAG 雷射器 、倍頻YAG雷射器、拉曼頻移YAG 雷射器 (λ=1.54μm)和可調諧YAG 雷射器 (如色心雷射器)等; 按摻雜不同可分為Nd:YAG雷射器、摻Ho、Tm、Er等的YAG雷射器; 以晶體的形狀不同分為棒形和板條形YAG 雷射器 ;根據輸出功率(能量)不同, 可分為高功率和中小功率YAG雷射器等。形形色色的YAG 雷射器 , 成為固體雷射器中最重要的一個分支。
具體分類
Nd：YAG晶體
Nd：YAG晶體是目前綜合性能最為優異的雷射晶體。雷射波長1064nm，廣泛用於軍事、工業和醫療等行業。能提供F1-20(D) ´ 10-140（L）mm的雷射棒和各種板條元件，Nd濃度為0.6～1.1at.%。
2、Ce：Nd：YAG晶體
對於閃光燈泵浦的雷射器而言，泵浦燈的發射光譜實際是一個寬頻連續浦，只有少數的光譜峰和Nd離子吸收峰相匹配，所以一般的燈泵浦只利用了很少部分的光譜能量，效率較低。在Nd：YAG晶體的基礎上添加Ce離子形成Ce：Nd：YAG是利用Ce離子能對紫外光譜區光子能量產生很好的吸收，並且將能量以無輻射躍遷的方式傳遞給Nd離子，從而增加了光譜的利用率，因此雷射棒效率高、閾值低、重複頻率特性好。另外，它將對Nd：YAG而言有害的紫外輻射（長時間的紫外輻射，會在Nd：YAG晶體內形成色心，從而降低晶體的雷射性能）進行了有效的利用，因此抗紫外輻射、甚至可不用特殊的濾紫外石英套管。Ce：Nd：YAG因摻Ce以後晶體呈黃色，所以又叫黃棒。能提供各種板條元件和F1-20(D) ´ 10-140（L）mm的雷射棒，Nd濃度為0.6～1.1at.%，Ce濃度為0.03～0.4at.%。
3、Yb：YAG晶體
Yb:YAG是三價鐿離子(Yb3+)摻入釔鋁石榴石（YAG）基質中形成的一種產生1.03um近紅外雷射的雷射晶體，其與Nd:YAG屬於同一種基質，但由於摻雜不同而導致生長工藝有所不同。摻鐿YAG由於量子效率高（91%），晶體光譜簡單，無激發態吸收和上轉換，且無螢光濃度猝滅，摻雜濃度高(可達30at.%以上)，有較長的螢光壽命（0.91ms），吸收帶頻寬(18nm)比Nd:YAG的(<4nm）寬得多，能與二極體的泵浦波長有效耦合。在相同的輸入功率下，Yb:YAG泵浦生熱僅為Nd:YAG的1/4。而且YAG基質的物化特性綜合性能最為優良，所以Yb:YAG已成為最引人注目的固體雷射介質之一，LD泵浦的高功率Yb:YAG固體雷射器成為新的研究熱點，並將其視為發展高效、高功率固體雷射器的一個主要方向。
雷射棒在所有雷射設備中充當著一個非常重要的角色。無論是在工業雷射設備還是醫療雷射設備或者是軍事雷射設備。都起著非常重要的作用。
常用尺寸
常用的雷射棒尺寸其直徑從1.5mm-18.0mm以0.5mm往上梯增。長度尺寸從15mm，20mm,25mm,30mm,35mm,40mm,45mm,50mm,55mm,60mm,70mm至200mm.均可完成組合尺寸。
把棒：多種直徑尺寸組合而成的。
雷射打標機
雷射打標機常用雷射棒尺寸一般為Φ3X67, Φ3X120,Φ3X125,Φ3X140.以及Φ4X67，Φ4X120，Φ4X140.其Φ4表示雷射棒的外徑尺寸。而後面的數值則表示雷射棒的總長。
YAG燈泵浦雷射打標機常用雷射棒的規格有：Φ3X120，Φ3X130，Φ3X140，Φ4X120，Φ4X145；
