Yb:KGW 激光晶体

来源：发布时间：2020-05-26 57

Yb3+：KGd（WO4）2（Yb:KGW）是最有前途的激光活性材料之一。Yb:KGW晶体有望取代Nd:YAG晶体和Yb:YAG晶体应用于大功率二极管泵浦激光系统。Yb:KGW在高功率、短脉冲飞秒激光及其广泛应用方面也具有巨大的潜力。

Yb3：KGW具有大的吸收系数，低的量子缺陷，高的吸收和发射截面

Yb离子简单的二能级电子结构避免了上转换、激发态吸收和浓度猝灭等非期望的损耗过程。与常用的Nd:YAG晶体相比，Yb:KGW晶体具有更大的吸收带宽、3-4倍的发射寿命、更高的存储容量、更低的量子缺陷，更适合于二极管泵浦。斯托克斯位移越小，加热越小，激光效率越高。与Yb:YAG和Yb:YCOB等掺Yb激光晶体相比，Yb:KGW具有更高的吸收截面（13-17倍）、更低的量子缺陷（~4%）、比Yb:YCOB高9倍的发射截面和比Yb:YAG宽的发射带、高的非线性折射系数和斜率效率最高（87%）。

物理和化学特性

化学式	Yb3+：KGd（WO4）2
晶体结构	单斜双钨酸盐
密度	7.27 g/cm3
传输范围	0.35-5.5 μm
莫氏硬度	4 to 5
1060 nm的折射率	ng = 2.037, np = 1.986, nm=2.033

光学和热学特性

导热系数	Ka=2.6 W/mK, Kb=3.8 W/mK, Kc=3.4 W/mK
热光学系数@ 1064 nm	dnp/dT=-15.7 * 10-6 K-1
	dnm/dT=-11.8 * 10-6 K-1
	dng/dT=-17.3 * 10-6 K-1
热膨胀	αa=4X10-6 /°C
	αb=3.6X10-6 /°C
	αc=8.5X10-6 /°C
熔点温度	1075 °C
吸收截面	1.2X10-19 cm2
受激发射横截面（E \|\| a）	2.6X10-20 cm2
激光波长	1023-1060 nm
激光阈值	35 mW
Yb3 +的2F5/2歧管在77 K时的纯能级（cm-1）	10682, 10471, 10188
在77K时，Yb3 +的2F7/2流形的斯塔克能级（以cm-1为单位）	535, 385, 163, 0
光学损伤阈值，GW / cm2	20

光谱性质

吸收峰波长，lpump，[nm]	981.2
吸收线宽，Dlpump，[nm]	3.7
峰吸收横截面，冒泡，[cm2]	1.2×10-19
峰值吸收系数，[cm-1]	26
发射波长，lse，[nm]	1023
发射线宽，Dlse，[nm]	20
峰值发射截面，sse，[cm2]	2.8×10-20
量子效应，lpump / lse，[nm]	0.959
荧光寿命，tem [ms]	0.6

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