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Yb:CaF2

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Yb:CaF2是将Yb掺杂到CaF2中形成的一种新型激光晶体。主要发射峰分别为1033nm和1050nm,发射线宽为70nm。由于没有上转换、激发态吸收和浓度猝灭等非期望的损耗跃迁,它们的量子缺陷小,荧光寿命长,热导率高,发射线宽宽,掺镱CaF2是高功率二极管泵浦系统的首选材料,具有高光-光转换效率的激光放大器是半导体泵浦飞秒(fs)激光器和放大器的重要潜在应用之一。此外,从目前的观点来看,Yb:CaF2的晶体生长技术具有可扩展性,这使得能够生产出高质量的光学材料。

  • 发射线宽
  • 低量子缺陷
  • 相当长的荧光寿命
  • 高导热率
  • 热光系数

材料规格

浓度公差(atm%)0.5 mol % ~ 30 mol %
取向[111] or [100] < ±0.5°
方向公差< 0.5°
平行性10
垂直性15ˊ
表面质量10-5(MIL-O-13830A)
波前畸变<λ/8 @632 nm
表面平整度<λ/8 @632 nm
通光孔径>90%
倒角<0.1×45°
厚度/直径公差±0.05 mm
最大尺寸2*2-15*15 mm×20mm
抗热震参数800 W/m
涂层AR≤ 0.2% @1030nm

物理和化学特性

晶体结构立方
晶格常数5.462 Å
密度3.18 g/cm3
熔点1418°C
导热系数/(W·m-1·K-1 @ 25°C)9.71
比热容/(J·g-1·K-10.8876
热光系数(dn / dT)−11.3
热膨胀率/(10-6·K-1 @ 25°C)19
硬度(莫氏)4
杨氏模量/ GPa146
拉伸强度/ Gpa2

光学和光谱性质

激光跃迁2F5/22F7/2
激光波长1033/1050
光密度0.1-0.8
吸收系数1.0 cm-1 ~ 7 cm-1
泵浦波长980 nm
发射状态吸收截面2.2×10-20 cm2
基态吸收截面0.8×10-20 cm2
荧光寿命2.4 ms
发射带宽70 nm
折射率@1.064μm1.2996
热光学系数(106 K1)-3.7
传输10% to 90%
损坏阈值> 500 MW/cm2

标准产品

材料直径,mm涂层
Yb(5%):CaF2dia 5AR≤ 0.2% @1030+940nm
3×3
6×6
Yb(3%):CaF2dia 5
3×3
6×6

吸收和发射光谱

Yb-CaF2激光晶体-吸收谱-南京光宝-CRYLINKYb-CaF2激光晶体-发射谱-南京光宝-CRYLINK

参考文献

[1]  Soulard R ,  Doualan J L ,  Braud A , et al. 1.87μm laser operation by 980nm pumping in Yb,Tm:CaF 2[J]. Optical Materials, 2017, 72:578-582.
[2] Joly, S, Lemesre, et al. A quantitative thermal and thermomechanical analysis for design optimization and robustness assessment of microassembled high power Yb:CaF2 thin-disk Laser[J]. Optics & Laser Technology, 2018.
[3]  Lyberis A ,  Stevenson A J ,  Suganuma A , et al. Effect of Yb3+ concentration on optical properties of Yb:CaF2 transparent ceramics[J]. Optical Materials, 2012, 34(6):965-968.
[4]  Kahle M ,  Krner J ,  Hein J , et al. Performance of a quantum defect minimized disk laser based on cryogenically cooled Yb:CaF2[J]. Optics & Laser Technology, 2017, 92:19-23.
[5]  Yakovlev A I ,  Snetkov I L ,  Palashov O V . The dependence of optical anisotropy parameter on dopant concentration in Yb:CaF 2 and Tb:CaF 2 crystals[J]. Optical Materials, 2018, 77:127-131.
[6]  Pe?A A ,  Camy P ,  Benayad A , et al. Yb:CaF2 grown by liquid phase epitaxy[J]. Optical Materials, 2011, 33(11):1616-1620.

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