साइंस आइलैंड टीम ने ग्रेडिएंट कंसंट्रेशन एनडी:वाईएजी और एनडी:जीडीवाईएजी क्रिस्टल तैयारी और लेजर प्रदर्शन अनुसंधान में नई प्रगति की है

हाल ही में, हेफ़ेई इंस्टीट्यूट ऑफ मैटेरियल्स के एंगुआंग इंस्टीट्यूट के शोधकर्ता झांग क्विंगली के समूह, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज और हेल्थ इंस्टीट्यूट ऑफ चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के शोधकर्ता जियांग हैहे के समूह ने ग्रेडिएंट कंसंट्रेशन लेजर क्रिस्टल ग्रोथ और लेजर परफॉर्मेंस के अध्ययन में सहयोग किया है और पुटिका-जैसी विधि का उपयोग करके अलग-अलग ग्रेडिएंट सांद्रता वाले एनडी:वाईएजी और एनडी:जीडीवाईएजी लेजर क्रिस्टल को विकसित किया गया है, और एनडी:जीडीवाईएजी लेजर का प्रदर्शन अनुमानित ग्रेडिएंट एकाग्रता एनडी:वाईएजी क्रिस्टल की तुलना में बेहतर है, और प्रासंगिक शोध परिणाम "में प्रकाशित किए गए हैं। ग्रेडिएंट कंसंट्रेशन लेजर क्रिस्टल ग्रोथ"। Nd:GdYAG में अनुमानित ढाल एकाग्रता के साथ Nd:YAG की तुलना में बेहतर लेजर प्रदर्शन है, और संबंधित शोध परिणाम अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रसिद्ध ऑप्टिक्स टॉप जर्नल ऑप्टिक्स और लेजर टेक्नोलॉजी में "एनडी:YAG के विकास और लेजर प्रदर्शन" शीर्षक के तहत प्रकाशित किए गए हैं। ग्रेडियेंट एकाग्रता के साथ श्रृंखला क्रिस्टल"।
लेजर क्रिस्टल में सक्रिय आयनों का ल्यूमिनेसेंस प्रदर्शन आम तौर पर मैट्रिक्स क्रिस्टल में लिगैंड और क्रिस्टल फ़ील्ड जैसे कारकों से प्रभावित होता है। गैडोलीनियम आयनों (जीडी {{0}}) की ऊर्जा स्तर संरचना अपेक्षाकृत सरल है, और 4F 3/2, 4I 15/2, 4I 13/2, और 4I के ऊर्जा स्तरों का कोई ओवरलैप नहीं है। 11/2 नियोडिमियम आयनों (एनडी 3+) के साथ, ताकि ऊर्जा के स्तर में कोई क्रॉस-रिलैक्सेशन और कोई अवशोषण उत्पन्न न हो, और क्रिस्टल के ल्यूमिनेसेंस प्रदर्शन को महसूस और विनियमित किया जा सके। अनुसंधान टीम ने ल्यूमिनेसेंस प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए ग्रेडिएंट एकाग्रता के साथ Gd 3+ को Nd:YAG क्रिस्टल में डोप किया, और अलग-अलग ग्रेडिएंट सांद्रता के साथ Nd:YAG और Nd:GdYAG लेजर क्रिस्टल को विकसित करने के लिए वेसिकुलर ग्रोथ विधि का उपयोग किया। Nd:YAG और Nd:GdYAG की सांद्रताएं 0.17-0.38% पर और 0.{{20}}.86 थीं। %, और Nd:GdYAG की सांद्रता आइसोट्रोपिक भाग में% पर 0 थी। 808 एनएम पर अवशोषण गुणांक क्रिस्टल विकास दिशा के साथ विभिन्न स्थानों पर बढ़ती प्रवृत्ति दिखाते हैं, जो आगे इंगित करता है कि क्रिस्टल में एनडी 3+ एकाग्रता का क्रमिक वितरण होता है। तीन क्रिस्टलों के बराबर व्यास वाले हिस्से से एक 3 40 मिमी लेज़र बार को हटा दिया गया, गोल और अंत-फेस संसाधित किया गया, हीट-सिंक डिजाइन और संसाधित किया गया, एंड-फेस पंप किया गया, घटना के अंत के रूप में कम-एकाग्रता वाला अंत और सपाट गुहा संरचना, और लेजर प्रदर्शन परीक्षण किए गए। 0.17-0.38% एनडी पर:YAG और 0.18-0.32% पर एनडी:जीडीवाईएजी लेजर तिरछी क्षमता 52.8% और 55 थी।{{49} }%, और अधिकतम आउटपुट पावर क्रमशः 0.17-0.38% पर और 0.{{47%).32% Nd:GdYAG पर थी। लेज़र तिरछी दक्षता 0.95-2.86% Nd:YAG पर 47.4% है, और अधिकतम आउटपुट पावर 6.82 W है। जब उच्च सांद्रता वाला अंत घटना अंत होता है, तो लेज़र का प्रदर्शन कम हो जाता है उल्लेखनीय रूप से.
प्रयोगात्मक परिणामों से पता चलता है कि ग्रेडिएंट कंसंट्रेशन क्रिस्टल लेजर आउटपुट दक्षता में प्रभावी ढंग से सुधार कर सकता है, और ग्रेडिएंट कंसंट्रेशन Nd:GdYAG का लेजर प्रदर्शन अनुमानित ग्रेडिएंट कंसंट्रेशन Nd:YAG क्रिस्टल की तुलना में बेहतर है, और ग्रेडिएंट कंसंट्रेशन लेजर क्रिस्टल की अपेक्षा की जाती है उच्च दक्षता वाली लेजर प्रौद्योगिकी के लिए एक नए प्रकार का क्रिस्टलीय सामग्री आधार प्रदान करें।
इस शोध कार्य को नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन ऑफ चाइना (एनएसएफसी) और चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (सीएएस) यूथ इनोवेशन प्रमोशन कमेटी द्वारा समर्थित किया गया था।

क्रिस्टल के आइसोडायमीटर का एकाग्रता वितरण

बढ़ते क्रिस्टल रिक्त स्थान

विकास की दिशा में विभिन्न स्थानों पर अवशोषण स्पेक्ट्रा

तीन प्रकार के क्रिस्टल बार में पंप शक्ति के साथ लेजर आउटपुट पावर का भिन्नता