Легированный Неодимом Гадолиниевый Ванадат

Nd:GdVO4

(Легированный Неодимом Гадолиниевый Ванадат)

 

 

Ванадат гадолиния, легированный неодимом (Nd: GdVO4) - перспективный материал для лазеров с диодной накачкой. Как и легированный неодимом иттриевый ванадат, ванадат гадолиния обладает большими сечениями поглощения и эмиссии по сравнению с Nd: YAG. Так, Nd: GdVO4 имеет в 7 раз большее сечение поглощения на 808 нм и в 3 раза большее сечение эмиссии на 1,06 мкм, чем Nd: YAG. Nd: GdVO4 имеет дополнительное преимущество по сравнению с Nd: YVO4 - гораздо более высокую теплопроводность.

При сравнении Nd: GdVO4 с Nd: YVO4 в схеме с диодной накачкой, в каждом случае непрерывного лазерного излучения на 1,06 мкм и 1.34μm и внутрирезонаторном удвоении с КТР и LBO, ванадат гадолиния имел более высокую квантовую эффективность или оптическую эффективность преобразования, чем ванадат иттрия.

Для роста ванадата гадолиния используется метод Чохральского. Кристалл с тетрагональной структурой означает, что существует два эквивалентных "а" направления и "с", и все взаимно ортогональны. Типичный лазерный стержень ориентирован своей осью вдоль оси а кристалла. Максимальное поглощение света накачки происходит при поляризации вдоль оси с.

Продемонстрированные результаты лазеров на  Nd: GdVO4 с диодной накачкой:

Режим

Выходная длина волны (µm)

Удвоение частоты

Квантовая эффективность (%)

Максимальная эффективность  конверсииcy (%)

Ссылка

cw

1.06

none

44.6

Нет данных

3

cw

1.06

none

42.9

38.1

4

cw

1.34

none

40.2

Нет данных

3

cw

0.53

KTP

Нет данных

21.0

3

cw

0.67

LBO

Нет данных

2.8

3

Q-switched

1.06

none

31.6

Нет данных

1

Q-switched

0.53

KTP

Нет данных

25.0

4

Информация по матрицам, легированным неодимом:

 

Nd:YVO4

Nd:GdVO4

Nd:YAG

Длина волны лазера

1064.3 nm
1342.0 nm

1062.9 nm
~1340 nm

1064.2 nm
1338.2 nm

Ширина спектра эмиссии
(ширина линии для 1064
nm)

0.8 nm

No data

0.45 nm

Эффективное полеречное лазерное сечение (сечение эмиссии при 1064 nm)

15.6 x 10-19cm-2

7.6 x 10-19cm-2

6.5 x 10-19cm-2

Поляризация

Параллельна c-оси

Параллельна c-оси

неполяризовано

Излучательное время жизни (мкс) 
при 1%
Nd

~ 100 µs

~ 95 µs

230 µs

Длина волны накачки

808.5 nm

808.4 nm

807.5 nm

Пиковое поглощение 
при 1%
Nd

~ 41 cm-1

~ 57 cm-1

 

Теплопроводность, W/mK

5.1

11.7

14

Уровень легирования

0.1 - 3.0%

0.1 - 3.0%

0.1 - 2.0%

Другие возможные легирующие примеси

Tm, Ho, Er

Tm, Ho, Er

Cr,Tm, Ho, Er,Yb

Свойства материала: сравнение Nd:GdVO4 и Nd:YVO4:

 

Nd:GdVO4

Nd:YVO4

Кристаллическая структура, пространственная.группа

Тетрагональная, I41/amd

Тетрагональная, I41/amd

Постоянные решетки, nm

a
b

0.721
0.635

0.721
0.629

Температура плавления, °C

 

1780

1825

Тепловое расширение @25°C, x1-6C

a
c

1.5
7.3

4.43
11.4

Теплоемкость @25°C,кал/моль K

 

32.6

24.6

dn / dT, x10-6/°C

 

4.7

2.7