Beschreibung des Thulium-dotierten Yttrium-Lithiumfluorid-Kristalls
Zwei-Mikron-Tm3+-Laser sind für viele Anwendungen in Wissenschaft, Verteidigung und Medizin von Interesse. Thulium ersetzt problemlos viele Kristallwirte, die für Lasersysteme mit hoher Durchschnittsleistung geeignet sind, und es hat eine Absorptionsbande bei ~0,8 μm, die die Anregung mit handelsüblichen Hochleistungslaserdioden ermöglicht. Thulium-dotierte Yttriumfluorid-Lithium-Kristalle haben einen niedrigen nichtlinearen Brechungsindex und eine niedrige thermische optische Konstante, die sich sehr gut für Anwendungen in der wissenschaftlichen Forschung, der Produktion, der Bildung und anderen optoelektronischen Bereichen eignen. Der Kristall ist ein negativer uniaxialer Kristall mit einem negativen Brechungsindex-Temperaturkoeffizienten, der einige thermische Verzerrungen ausgleichen kann und somit eine hohe Strahlqualität liefert. Die Pumpwellenlänge beträgt 792 nm, und der linear polarisierte Laser mit einer Wellenlänge von 1900 nm strahlt in Richtung einer Achse. Das von der c-Achse ausgehende Licht ist nicht linear polarisiert. Durch die Wahl der richtigen Kristallgröße und Dotierungskonzentration lässt sich eine hohe Laserleistung erzielen.
Vorteile von Tm: YLF:
- Niedriger nichtlinearer Brechungsindex
- Niedrige thermooptische Konstante
- Geringer Polarisationsverlust
- Lange Lebensdauer der Fluoreszenz im oberen Energieniveau
- Geringer Up-Conversion-Effekt
- Kein Absorptionsverlust der sensibilisierten Ionen
Spezifikationen des Thulium-dotierten Yttrium-Lithiumfluorid-Kristalls
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Material-Spezifikationen
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Konzentrationstoleranz (atm%)
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2-4 bei. %
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Gitterkonstanten
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4~5
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Ausrichtung
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a-cut, andere Orientierungen sind ebenfalls möglich
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Parallelität
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<10"
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Rechtwinkligkeit
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<5"
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Qualität der Oberfläche
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10-5 Kratzer und Vertiefungen
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Wellenfront-Verzerrung
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λ/8 @ 633nm
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Ebenheit der Oberfläche
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λ/10 @ 633nm
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Lichte Apertur
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0.95
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Längen-Toleranz
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±0,1 mm
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Abmessungen der Oberfläche Toleranz
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+0/-0,1 mm
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Schützende Fasen
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<0,1 mm bei 45˚
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Schwelle für Beschädigung
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über 15J/cm2 TEM00, 10ns, 10Hz
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Optische und spektrale Eigenschaften
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Laserübergang
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3F4→3H6
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Laser-Wellenlänge
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π:1880 nm; σ:1908 nm
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Absorptionsquerschnitt bei Peak
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0,55×10-20 cm2
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Absorptionsbandbreite bei Peak-Wellenlänge
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16 nm
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Absorptionsspitzen-Wellenlänge
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792 nm
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Lebensdauer des Thulium 3F4 Energieniveaus
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16 ms
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Quantenwirkungsgrad
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2
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Nichtlinearer Index n2
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0.6 x 10-13
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Optische Qualität
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< 0.3 x 10-5
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Brechungsindex @1064 nm
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no=1.448, ne=1.470
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Laser-induzierte Schadensschwelle
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>10 J/cm2@1900 nm, 10 ns
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Beschichtungen
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R<0,5% @792 nm + R<0,15% @1800-1960 nm auf beiden Seiten; auch kundenspezifische Beschichtungen möglich
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Anwendungen von Thulium-dotiertem Yttrium-Lithium-Fluorid-Kristall
- Medizinische Diagnose und Behandlung
- Laser-Radar
- Laser-Entfernungsmessung
- Elektro-optische Gegenmaßnahmen
- Laser-Fernerkundung
- Laser-Abbildung
- Optische Signalverarbeitung
- Materialverarbeitung
