掺钕钒酸钆（Nd:GdVO4）用于二极管泵浦激光器前景良好。与掺钕钒酸钇类似，钒酸钆与Nd:YAG相比具有很大的吸收和发射截面。事实上，Nd:GdVO4在808nm处的吸收截面比Nd:YAG高7倍，在1.06µm处的发射截面比Nd:YAG高三倍（参考文献1）。Nd:GdVO4比Nd:YVO4还有一个额外的优势，即导热系数更高。
1992年，Zagumennyi 才首次把Nd:GdVO4晶体推出作为激光材料（参考文献2），因此，采用钒酸钆进行激光的开发和测试相对比较少。然而，早期的实验结果表明Nd:GdVO4晶体相当有前景。王等人将Nd:GdVO4 和Nd:YVO4在二极管泵浦装置中进行了比较（参考文献3）。在1.06µm和1.34µm处的连续激光性能及采用KTP和LBO的腔内倍频方面，钒酸钆比钒酸钇具有更高的斜率效率和光学转换效率。
Poly-Scientific采用提拉法生长钒酸钆。该晶体为四方晶系，这意味着晶体有两个等价的“a”和“c” 方向，且相互正交。典型激光棒的光轴是沿着晶体的“a”轴，偏振方向沿“c”轴时泵浦光吸收最大。

在二极管泵浦激光系统中呈现的性能


激光运行

输出波长 (µm)

倍频物质

斜率效率 (%)

最大光转换效率 (%)

连续cw

1.06

无

44.6

n/a

连续cw

1.06

无

42.9

38.1

连续cw

1.34

无

40.2

n/a

连续cw

0.53

KTP

n/a

21.0

连续cw

0.67

LBO

n/a

2.8

Q开关

1.06

无

31.6

n/a

Q开关

0.53

KTP

n/a

25.0

关于钕的信息
激光器基质晶体


Nd:YVO4

Nd:GdVO4

Nd:YAG

激光波长
(Ref. 5)

1064.3 nm
1342.0 nm

1062.9 nm
~1340 nm

1064.2 nm
1338.2 nm

发射带宽
(1064 nm处的带宽)

0.8 nm

No data

0.45 nm

有效激光截面
(1064 nm处的激光截面)

15.6 x 10-19cm-2
(Ref. 5)

7.6 x 10-19cm-2
(Ref. 5)

6.5 x 10-19cm-2

偏振

Parallel to c-axis

Parallel to c-axis

unpolarized

辐射寿命(µs)
掺杂1% Nd

~ 100 µs
(Ref. 5)

~ 95 µs
(Ref. 5)

230 µs

泵浦波长 (参考文献5)

808.5 nm

808.4 nm

807.5 nm

泵浦吸收峰
掺杂1% Nd (参考文献5)

~ 41 cm-1

~ 57 cm-1


导热系数（W/mK）

5.1

11.7(Ref. 7)

14

掺杂浓度范围

0.1 - 3.0%

0.1 - 3.0%

0.1 - 2.0%

其他可掺杂元素

Tm, Ho, Er

Tm, Ho, Er

Cr,Tm, Ho, Er,Yb

 

材料特性： Nd:GdVO4和Nd:YVO4性能比较


Nd:GdVO4

Nd:YVO4

晶体结构, 空间群

Tetragonal, I41/amd
(Ref. 4)

Tetragonal, I41/amd
(Ref. 4)

晶格常数, nm

a
b

0.721
0.635
(Ref. 4)

0.721
0.629

熔化温度, °C


1780
(Ref. 6)

1825

热膨胀系数 @25°C, x1-6/°C

a
c

1.5
7.3
(Ref. 4)

4.43
11.4

比热 @25°C, cal/mol K


32.6
(Ref. 4)

24.6

dn / dT, x10-6/°C


4.7
(Ref. 4)

2.7
(Ref. 4)