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Nd:GdVO4 晶体 - 掺钕钒酸钆
- 掺钕钒酸钆晶体(Nd:GdVO4)激光晶体性质与Nd:YVO4性质相近，具有优良的物理、光学和机械性能，是理想的激光二极管泵浦全固态(DPSS)微小型激光器的激光工作物质之一。Nd:GdVO4比Nd:YAG具有更高的斜率效率，比Nd:YVO4有更好的热导和高输出功率，故在高功率DPSS场合，使用Nd:GdVO4的效果也更好。
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主要优点：
- 受激发射截面大
- 高的吸收系数和宽的吸收带宽
- 对泵浦波长的依赖性低
- 热导性能好
- 激光阈值低，激光输出斜率效率高
- 激光损伤阈值高
- 激光输出偏振性好
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表1.基本特性 |
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晶体结构 |
四方晶系，空间群 I41/amd |
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晶胞参数 |
a=7.21 Å，c=6.35 Å |
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能级跃迁 |
4F3/2→4I11/2 |
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激光波长 |
1062.9 nm |
|
发射截面（1064nm） |
7.6×10-19 cm2 |
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吸收截面（808nm） |
4.9×10-19 cm2 |
|
吸收系数（808nm） |
74 cm-1 |
|
折射率（1064nm） |
no=1.972，ne=2.192 |
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热导率<110> |
11.7 W/m/K |
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密度 |
5.47 g/cm3 |
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Nd掺杂浓度（at.%） |
0.1%，0.2%，0.3%，0.5%，0.7%，1.0%... |
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表2.基本性质：Nd:GdVO4与Nd:YVO4对比 |
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晶体 |
Nd:GdVO4 |
Nd:YVO4 |
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晶体结构，空间群 |
四方晶系，I41/amd |
四方晶系，I41/amd |
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|
晶胞参数 |
a=7.21 Å，c=6.35 Å |
a=7.21 Å，c=6.29 Å |
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熔点（℃） |
1780 |
1825 |
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热膨胀系数 @ 25 ℃，×10-6 /℃ |
a |
1.5 |
a |
4.43 |
|
c |
7.3 |
c |
11.4 |
|
|
比热 @ 25 ℃，cal/mol•K |
32.6 |
24.6 |
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|
dn/dT，×10-6 /℃ |
4.7 |
2.7 |
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表3.掺铷激光晶体相关信息 |
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晶体 |
Nd:YVO4 |
Nd:GdVO4 |
Nd:YAG |
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激光波长 |
1064.3 nm，1342.0 nm |
1062.9 nm，1340 nm |
1064.2 nm，1338.2 nm |
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发射带宽 （1064nm处谱线宽度） |
0.8 nm |
无 |
0.45 nm |
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有效发射截面 （1064nm） |
15.6×10-19 cm2 |
7.6×10-19 cm2 |
6.5×10-19 cm2 |
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偏振 |
平行于c轴 |
平行于c轴 |
非偏振 |
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辐射寿命 （1%Nd掺杂浓度） |
~100 µs |
~95 µs |
~230 µs |
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泵浦波长 |
808.5 nm |
808.4 nm |
807.5 nm |
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1%掺杂浓度下峰值泵浦吸收 |
~41 cm-1 |
~57 cm-1 |
无 |
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热导率 |
5.1 W/m/K |
11.7 W/m/K |
14 W/m/K |
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掺杂浓度范围 |
0.1-3.0% |
0.1-3.0% |
0.1-2.0% |
Nd:GdVO4 晶体产品指标：
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表4. 产品指标 |
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尺寸公差 |
（W±0.1 mm）×（H±0.1 mm）×（L+0.2/-0.1 mm） |
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有效通光孔径 |
中心90%区域 |
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平面度 |
≤λ/8 @ 633 nm（L≧2.5 mm） ≤λ/4 @ 633 nm（L＜2.5 mm） |
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光洁度 |
10/5 参考MIL-PRF-13830B标准 |
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透射波前畸变 |
≤λ/4 @ 633 nm |
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平行度 |
20″ |
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垂直度 |
≦15′ |
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倒角 |
≦0.2 mm×45° |
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崩边 |
≦0.1 mm |
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角度公差 |
≦0.5° |
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AR 增透膜 |
R＜0.2% @ 1064 nm |
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HR 高反膜 |
R＞99.8% @ 1064 nm，T＞95% @ 808 nm |
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质量保证期 |
一年（正常使用） |
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