Yb:YAG是重要的二极管泵浦激光晶体，它比传统的掺Nd激光材料更适合二极管泵浦。Yb:YAG晶体与常用的Nd:YAG晶体相比，它的二极管泵浦吸收带带宽宽，能有效降低激光二极管热管理要求。同时Yb离子激光上能级荧光寿命长，并且无激发态吸收和能量上转换，无辐射热损耗小，单位泵浦功率产生的热负荷比Nd:YAG晶体低3~4倍，是用于高平均功率固体激光器的优秀晶体。雷生强式公司在国内最早研制成功Yb:YAG晶体，并实现大尺寸晶体稳定生产，提供各种规格Yb:YAG晶体激光棒、激光板条和激光盘片。

Yb:YAG晶体的优势

高斜率效率
高光学质量
热导率高，机械强度高
无激发态吸收和上转换
单位泵浦功率产生的热负荷比Nd:YAG晶体低
二极管泵浦吸收带宽约8nm@940nm
适合常用的高功率InGaAs激光二极管（波长940nm或970nm)泵浦

技术指标


掺杂浓度

Yb: 0.5～25 at%

晶向

[100]或[111]，偏差5°以内

波前畸变

≤ 0.125λ/25mm

消光比

≥28dB

晶体棒尺寸

直径:2～20mm, 长度:5～150mm

可按客户要求订制

尺寸公差

直径:+0.00/-0.05mm, 长度: ± 0.5mm

柱面加工

400#磨料精磨或抛光

端面平行度

≤10"

端面与棒轴垂直度

≤5′

端面平面度

λ/10 @632.8nm

表面质量

10-5 (MIL-O-13830A)

倒边

0.15±0.05mm

增透膜反射率

≤ 0.25% @1030nm

膜层抗激光损伤阈值

≥500MW/cm2


光学和光谱特性


激光跃迁

2F5/2→2F7/2


激光波长

1030nm

光子能量

1.93×10-19J@1030nm

发射线宽

9nm

发射截面

2.0×10-20cm2

荧光寿命

1.2 ms

二极管泵浦吸收波长

940nm或者 970nm

泵浦吸收带宽

8 nm

折射率

1.82@1030nm


物理和化学特性


晶体结构

立方晶系

晶格常数

12.01 Å

熔点

1970℃

莫氏硬度

8.5

密度

4.56±0.04g/cm3

比热

0.59J/g.cm3@0-20℃

弹性模量

310GPa

杨氏模量

3.17×104Kg/mm2

泊松比

0.3

抗张强度

0.13~0.26GPa

热胀系数

[100]方向:8.2×10-6/K@ 0~250℃


[110]方向:7.7×10-6/K@0~250℃


[111]方向:7.8×10-6/K@0~250℃

热导率

14W/m/K@20℃


10.5W/m/K@100℃

热光系数(dn/dT)

7.3×10-6/K

抗热冲击力

790W/m

溶解度

不溶解于水，微溶于普通酸