激光棒

以钇铝石榴石晶体为基质的固体

激光棒，是以钇铝石榴石晶体为基质的一种固体。激光棒专业名词YAG晶体。可分为：Nd：YAG晶体、Ce：Nd：YAG晶体、Yb：YAG晶体在激光打标机及其他工业激光设备上用的激光棒一般都是ND:YAG晶体。

基本组成

钇铝石榴石的化学式是Y3 Al5 O15 ,简称为YAG。在YAG基质中掺入激活离子Nd3+ (约1%)就成为Nd:YAG。实际制备时是将一定比例的Al2 O3 、Y2 O3 和NdO3 在单晶炉中熔化结晶而成。Nd:YAG属于立方晶系, 是各向同性晶体。

具体作用

和其他固体激光器一样, 激光棒基本组成部分是激光工作物质、泵浦源和谐振腔。不过由于晶体中所掺杂的激活离子种类不同, 泵浦源及泵浦方式不同, 所采用的谐振腔的结构不同,以及采用的其他功能性结构器件不同,YAG激光器又可分为多种, 例如按输出波形可分为连续波 YAG激光器、重频YAG激光器和脉冲激光器等; 按工作波长分为1.06μmYAG 激光器、倍频YAG激光器、拉曼频移YAG 激光器 (λ=1.54μm)和可调谐YAG 激光器 (如色心激光器)等; 按掺杂不同可分为Nd:YAG激光器、掺Ho、Tm、Er等的YAG激光器; 以晶体的形状不同分为棒形和板条形YAG 激光器 ;根据输出功率(能量)不同, 可分为高功率和中小功率YAG激光器等。形形色色的YAG 激光器 , 成为固体激光器中最重要的一个分支。

具体分类

Nd：YAG晶体

Nd：YAG晶体是综合性能最为优异的激光晶体。激光波长1064nm，广泛用于军事、工业和医疗等行业。能提供F1-20(D) ´ 10-140（L）mm的激光棒和各种板条元件，Nd浓度为0.6～1.1at.%。

2、Ce：Nd：YAG晶体

对于闪光灯泵浦的激光器而言，泵浦灯的发射光谱实际是一个宽带连续浦，只有少数的光谱峰和Nd离子吸收峰相匹配，所以一般的灯泵浦只利用了很少部分的光谱能量，效率较低。在Nd：YAG晶体的基础上添加Ce离子形成Ce：Nd：YAG是利用Ce离子能对紫外光谱区光子能量产生很好的吸收，并且将能量以无辐射跃迁的方式传递给Nd离子，从而增加了光谱的利用率，因此激光棒效率高、阈值低、重复频率特性好。另外，它将对Nd：YAG而言有害的紫外辐射（长时间的紫外辐射，会在Nd：YAG晶体内形成色心，从而降低晶体的激光性能）进行了有效的利用，因此抗紫外辐射、甚至可不用特殊的滤紫外石英套管。Ce：Nd：YAG因掺Ce以后晶体呈黄色，所以又叫黄棒。能提供各种板条元件和F1-20(D) ´ 10-140（L）mm的激光棒，Nd浓度为0.6～1.1at.%，Ce浓度为0.03～0.4at.%。

3、Yb：YAG晶体

Yb:YAG是三价镱离子(Yb3+)掺入钇铝石榴石（YAG）基质中形成的一种产生1.03um近红外激光的激光晶体，其与Nd:YAG属于同一种基质，但由于掺杂不同而导致生长工艺有所不同。掺镱YAG由于量子效率高（91%），晶体光谱简单，无激发态吸收和上转换，且无荧光浓度猝灭，掺杂浓度高(可达30at.%以上)，有较长的荧光寿命（0.91ms），吸收带带宽(18nm)比Nd:YAG的（＜4nm）宽得多，能与二极管的泵浦波长有效耦合。在相同的输入功率下，Yb:YAG泵浦生热仅为Nd:YAG的1/4。而且YAG基质的物化特性综合性能最为优良，所以Yb:YAG已成为最引人注目的固体激光介质之一，LD泵浦的高功率Yb:YAG固体激光器成为新的研究热点，并将其视为发展高效、高功率固体激光器的一个主要方向。

激光棒在所有激光设备中充当着一个非常重要的角色。无论是在工业激光设备还是医疗激光设备或者是军事激光设备。都起着非常重要的作用。

常用尺寸

常用的激光棒尺寸其直径从1.5mm-18.0mm以0.5mm往上梯增。长度尺寸从15mm，20mm,25mm,30mm,35mm,40mm,45mm,50mm,55mm,60mm,70mm至200mm.均可完成组合尺寸。

把棒：多种直径尺寸组合而成的。

激光打标机

激光打标机常用激光棒尺寸一般为Φ3X67, Φ3X120,Φ3X125,Φ3X140.以及Φ4X67，Φ4X120，Φ4X140.其Φ4表示激光棒的外径尺寸。而后面的数值则表示激光棒的总长。

YAG灯泵浦激光打标机常用激光棒的规格有：Φ3X120，Φ3X130，Φ3X140，Φ4X120，Φ4X145；

半导体激光打标机常用激光棒规格有：Φ3X67，Φ3X65（e网激光超市半导体激光器规格）。

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