Nd:YAG-Stäbe

Nd:YAG-Stäbe
Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG) ist das am häufigsten verwendete Festkörper-Lasermedium für Materialbearbeitungsanwendungen. Nd:YAG hat eine relativ gute optische Absorption und Umwandlungseffizienz, eine niedrige Laserschwelle und eine gute Wärmeableitung für den Betrieb mit hoher Leistung.
Nd:YAG (Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat; Nd:Y3Al5O12) ist ein Kristall, der als Lasermedium für Festkörperlaser verwendet wird. Der Dotierstoff, dreifach ionisiertes Neodym, Nd(III), ersetzt in der Regel einen kleinen Teil (1 %) der Yttrium-Ionen in der Wirtskristallstruktur des Yttrium-Aluminium-Granats (YAG), da die beiden Ionen eine ähnliche Größe haben. Das Neodym-Ion sorgt für die Laseraktivität im Kristall, ähnlich wie das rote Chrom-Ion in Rubinlasern.

Optisch gepumpter YAG-Laser mit Xenon- oder Kryptonlampe

Vorteil des Nd:YAG-Kristalls
In den letzten zehn Jahren wurde Nd:YVO4 als vielversprechender Ersatz für Nd:YAG in diodengepumpten Lasern entwickelt, da es hohe Absorptions- und Emissionsquerschnitte aufweist. Die Anwendungen von Nd:YVO4 sind jedoch aufgrund seiner schlechten physikalisch-mechanischen Eigenschaften und der Schwierigkeiten beim Wachstum usw. begrenzt. Nun haben wir vor kurzem das hochdotierte Nd:YAG (SUPER-Nd:YAG) entwickelt. Es weist einen hohen Absorptionsquerschnitt auf und hat viele Vorteile gegenüber Nd:YVO4:
– Aufgrund der kubischen Symmetrie und der hohen Qualität lässt sich Nd:YAG leicht im TEMoo-Modus betreiben
– Nd:YAG kann direkt mit Cr4+:YAG gütegeschaltet werden
– Nd:YAG kann blaue Laser mit der Frequenzverdopplung von 946nm erzeugen
– Nd:YAG kann als Laser mit sehr hoher Leistung bis zu kW betrieben werden

Das hoch mit Neodym-Ionen dotierte YAG wurde mit der neuartigen Technik der Temperaturgradienten-Technik (TGT) gezüchtet. Die Nd-Konzentration kann auf bis zu 3 % erhöht werden. Es wurden 100 x 80 mm große Massenkristalle mit hervorragender optischer Homogenität, wenig streuenden Partikeln und geringer Versetzungsdichte erhalten.
Neodym-dotierte Yttrium-Aluminium-Granat (Nd:YAG)-Kristalle können gepulste Laser oder kontinuierliche Laser anregen. Der emittierte Laser hat eine Infrarot-Wellenlänge von 1,064μm. Aufgrund seiner hervorragenden grundlegenden Eigenschaften wird der Nd:YAG-Kristall häufig in Nah-Fern-Infrarot-Lasern, frequenzverdoppelten und dreifach-frequenten Lasern verwendet und findet breite Anwendung in der wissenschaftlichen Forschung, in medizinischen, industriellen und militärischen Lasern.

Eigenschaften von Nd:YAG-Lasern