Descrizione del cristallo di tungstato di potassio-gadolinio drogato con itterbio
Yb3+: KGd(WO4)2 (Yb: KGW) è uno dei più promettenti materiali attivi al laser. Il cristallo Yb: KGW è destinato a sostituire il cristallo Nd: YAG e Yb: YAG in un sistema laser pompato a diodi ad alta potenza. L'Yb: KGW ha anche un grande potenziale per i laser a femtosecondi ad alta potenza e a breve durata d'impulso e per la loro ampia applicazione.
I vantaggi dell'Yb: KGW
- La larghezza della linea di assorbimento è ampia e la lunghezza d'onda della sorgente di pompaggio LD con corrispondenza di fase può essere ottenuta senza un rigido controllo della temperatura;
- Il difetto quantico è basso e la lunghezza d'onda di pompaggio è molto vicina alla lunghezza d'onda di uscita del laser, il che porta a una grande efficienza intrinseca della pendenza del laser e l'efficienza quantica raggiunge teoricamente il 90% circa;
- Poiché il livello di energia pompato è vicino al livello superiore del laser, il carico termico nel materiale senza rilassamento della radiazione è basso, pari a solo un terzo di quello dello stesso materiale laser drogato con neodimio;
- Assenza di assorbimento e upconversione dello stato di eccitazione, elevata efficienza di conversione della luce;
- Lunga durata della fluorescenza, più di tre volte quella dello stesso materiale laser drogato con neodimio, favorevole all'accumulo di energia;
Specifiche del cristallo di tungstato di potassio-gadolinio drogato con itterbio
Specifiche del materiale
|
Formula chimica
|
gadolinio tungstato di potassio
|
Struttura cristallina
|
doppio tungstato monoclino
|
Densità
|
7,27 g/cm3
|
Intervallo di trasmissione
|
0,35-5,5 μm
|
Durezza Mohs
|
da 4 a 5
|
Indici di rifrazione a 1060 nm
|
ng = 2,037, np = 1,986, nm=2,033
|
Proprietà ottiche e termiche
|
Conducibilità termica
|
Ka=2,6 W/mK, Kb=3,8 W/mK, Kc=3,4 W/mK
|
Coefficiente ottico termico @1064 nm
|
dnp/dT=-15,7 * 10-6 K-1
|
dnm/dT=-11,8 * 10-6 K-1
|
dng/dT=-17,3 * 10-6 K-1
|
Espansione termica
|
αa=4X10-6 /°C
|
αb=3,6X10-6 /°C
|
αc=8,5X10-6 /°C
|
Temperatura di fusione
|
1075 °C
|
Sezione trasversale di assorbimento
|
1,2X10-19 cm2
|
Sezione d'urto di emissione stimolata (E| |a)
|
2,6X10-20 cm2
|
Lunghezza d'onda del laser
|
1023-1060 nm
|
Soglia di laser
|
35 mW
|
Energia dei livelli di Stark (in cm-1) dei collettori 2F5/2 di Yb3+ @ 77 K
|
10682, 10471, 10188
|
Energia dei livelli Stark (in cm-1) dei collettori 2F7/2 di Yb3+ @ 77 K
|
535, 385, 163, 0
|
soglia di danno ottico, GW/cm2
|
20
|
Applicazioni del cristallo di potassio-gadolinio tungstato drogato con itterbio
- Microscopia non lineare
- Oscillatori
- Amplificatori rigenerativi