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什么是“复合激光晶体”

时间：2019-9-28 10:06作者：update 阅读(921) 评论: 5

导读：复合激光晶体（也称为混合激光晶体）是采用不同的材料得到的激光晶体。通常采用的是无粘合剂的扩散粘合，表面经过处理，例如可以将掺钕钇铝石榴石和掺镱钇铝石榴石晶体与无掺杂钇铝石榴石晶体粘接起来。

　　复合激光晶体（也称为混合激光晶体）是采用不同的材料得到的激光晶体。通常采用的是无粘合剂的扩散粘合，表面经过处理，例如可以将掺钕钇铝石榴石和掺镱钇铝石榴石晶体与无掺杂钇铝石榴石晶体粘接起来。

　　同样的也可以用于Nd:YVO4。另一个可以复合的晶体是Cr:YAG晶体（用于被动Q开关的饱和吸收器材料），与Nd:YAG复合。还有的情况，需要把用来进行非线性频率转换的非线性晶体材料粘接到激光晶体上。复合增益介质也可以由玻璃或者陶瓷制作。

　　粘接面的光学质量非常重要。需要采用一些过程来得到高质量粘接面。有些过程需要工作在高温下，其它的可以工作在室温。有一个过程，例如，需要在粘接前采用真空中的高能离子束消除表面的干扰。

　　下面给出了几个采用复合增益介质的例子：

　　在短激光棒采用无掺杂端帽可以减少热效应，可以从掺杂部分吸收一部分热。这会降低峰值温度，热破裂的概率以及热透镜的强度。这种晶体可以提高准三能级掺钕激光器的性能，例如工作在946nm处的Nd:YAG激光器，其产热比普通的1064nm波长时强很多。

　　如果将不同掺杂浓度的晶体片粘在一起，那么吸收泵浦功率的密度分布比较平坦。这样端泵浦激光器的温度分布更加均匀。采用合适的激光器设计，这一特点就会提高整体的激光器性能，尤其是输出功率、功率效率和光束质量更高。

　　还有的采用芯掺杂的激光棒，其中只有掺杂区域吸收泵浦光。这也适用于边泵浦激光器，这避免了激光模式无法达到有些泵浦区域。因此这可以提高效率，并且能够得到更高的光束质量。掺杂部分也可以看做一个波导，因为掺杂通常会提高折射率。

　　若薄片激光器具有无掺杂端帽，可以得到很高的功率。这时因为如果无掺杂端帽具有与薄片相似的折射率，那么它可以抑制放大的自发辐射。同时，无掺杂端帽还能提供额外的机械稳定，避免应力引起的破裂，且易于操作。

　　在具有不同掺杂的复合晶体中，有些掺杂部分可以作为增益介质，另一个可以做为被动Q开关的饱和吸收器。这种晶体通常用在被动Q开关微片激光器。

　　其它情况下，无掺杂端帽可以抑制寄生激光振荡，如果切割成合适的形状可以用作泵浦辐射的管道。在一些单频环形激光器中，光束反射点的未掺杂区域可以消除空间烧孔效应。

　　复合增益介质也可以采用陶瓷。陶瓷的制备技术可以为复合结构提供很大的自由度，包括掺杂梯度。也可以同时采用晶体和陶瓷，例如在掺杂单晶上生长无掺杂陶瓷。

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