Nd:YVO4 レーザー結晶
Neodymium Doped Yttrium Orthovanadate (Nd:YVO4)は、現在の商業用レーザー結晶の中で、特に低から中パワー密度のダイオードポンピングにおいて効率的なレーザーホスト結晶です。
Nd:YVO4はNd:YAGを上回る吸収と発光特性を持っており、主にその点で優れています。
レーザーダイオードによってポンプされ、Nd:YVO4結晶は高非線形光学係数の結晶（LBO、BBO、またはKTP）と組み合わされ、近赤外から緑、青、または紫外線への出力周波数シフトを実現しています。
これにより、全固体レーザーを構築するための理想的なレーザーツールが得られ、加工、材料処理、分光、ウェハ検査、ライトディスプレイ、医療診断、レーザープリント、データストレージなど、広範なレーザー応用をカバーできます。
Nd:YVO4ベースのダイオードポンプ固体レーザーは、コンパクト設計と単一縦モード出力が必要な場合に、従来は水冷イオンレーザーやランプポンプレーザーが支配していた市場を急速に占拠していることが示されています。
Nd:YVO4’s advantages over Nd:YAG
- As high as about five times larger absorption efficient over a wide pumping bandwidth around 808 nm
(therefore, the dependency on pumping wavelength is much lower and a strong tendency to the single mode soutput) - As large as three times larger stimulated emission cross-section at the lasing wavelength of 1064nm
- Lower lasing threshold and higher slope efficiency
- As a uniaxial crystal with a large birefringence, the emission is only a linearly polarized.
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Basic Properties
| Atomic Density | 1.26 × 1020 atoms/cm3 (Nd1.0%) |
|---|---|
| Crystal Structure | Zircon Tetragonal, space group D4h-I4/amd a=b=7.1193A,c=6.2892A |
| Density | 4.22 g/cm3 |
| Mohs Hardness | 4-5 (Glass-like) |
| Thermal Expansion Coefficient(300K) | αa=4.43×10-6/K αc=11.37×10-6/K |
| Thermal Conductivity Coefficient(300K) | /C:0.0523W/cm/K ⊥C:0.0510W/cm/K |
| Optical Properties of Nd:YVO4 | |
| Lasing wavelength | 1064 nm, 1342 nm |
| Thermal optical coefficient (300K) | dno/dT=8.5×10-6/K dne/dT=2.9×10-6/K |
| Stimulated emission cross-section | 25×10-19 cm2 @1064 nm |
| Fluorescent lifetime | 90 µs(1% Nd doping) |
| Absorption coefficient | 31.4 cm-1 @810 nm |
| Intrinsic loss | 0.02 cm-1 @1064 nm |
| Gain bandwidth | 0.96 nm @1064 nm |
| Polarized laser emission | π polarization; parallel to optic axis(c-axis) |
| Diode pumped optical to optical efficiency | > 60 % |
| Sellemeier equations (λ in um) | n02=3.77834+0.069736/(λ2-0.04724)-0.010813λ2 ne2=4.59905+0.110534/(λ2-0.04813)-0.012676λ2 |