CS260074B1 - Method of neodymium-activated yttrium-aluminium garnet's preparation and subsequent treatment for lasers - Google Patents
Method of neodymium-activated yttrium-aluminium garnet's preparation and subsequent treatment for lasers Download PDFInfo
- Publication number
- CS260074B1 CS260074B1 CS871497A CS149787A CS260074B1 CS 260074 B1 CS260074 B1 CS 260074B1 CS 871497 A CS871497 A CS 871497A CS 149787 A CS149787 A CS 149787A CS 260074 B1 CS260074 B1 CS 260074B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- hydrogen
- monocrystals
- vol
- neodymium
- oxygen
- Prior art date
Links
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 239000002223 garnet Substances 0.000 title abstract 2
- -1 neodymium-activated yttrium-aluminium Chemical class 0.000 title description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 15
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 abstract 1
- 238000012364 cultivation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910019655 synthetic inorganic crystalline material Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Způsob přípravy monokrystalů neodymem aktivovaného yttritohlinitého granátu (YAG:Nd) pro lasery pěstováním z taveniny v atmosféře argonu obsahujícího 2-50 obj. % vodíku a na každý objemový díl vodíku 0,001-0,01 objemového dílu vodní páry. Vypěstované monokrystaly případně z nich zhotovené polotovary se zahřívají v atmosféře obsahující vedle inertního plynu 2-100 obj. % vodíku nebo ve vakuu o tlaku zbytkových plynů 10-6 až 10"2 Pa při teplotě 1 500 až 1 950 °C až do vymizení absorpčního pásu s maximem 340 až 370 nm. Tato temperace je doplněna směsí kyslíku s 0,5 až 30 obj. % halogenu nebo tetrahalogen metanu po dobu 5.100 h o teplotě 1 000 až 1 500 °C. Uvedený způsob pěstování a návazného tepelného zpracování je možno s výhodou použít i u monokrystalů obsahujících vedle neodymu další koaktivátory např. chrom nebo cer. Tímto způ sobem připravené monokrystaly se vyzna čují optimálními laserovými vlastnostmi, tj. s vysokým zesílením, nízkými ztrátami a nízkou citlivostí na krátkovlnný podíl čerpacího světla.Process for preparing neocrystals monocrystals activated yttritium aluminum garnet (YAG: Nd) for melt-growing lasers under an argon atmosphere containing 2-50 vol% hydrogen and per volume of hydrogen 0.001-0.01 volume part of water vapor. Cultivated monocrystals or from them the finished blanks are heated in the atmosphere containing an inert gas 2-100 vol.% Hydrogen or under vacuum residual gases 10-6 to 10 -2 Pa at temperature 1500 to 950 ° C until disappearance absorption band with a maximum of 340 to 370 nm. This tempering is supplemented with a mixture of oxygen with 0.5 to 30% by volume of halogen or tetrahalogen methane for 5.100 h at temperature 1000 to 1500 ° C. Said cultivation method and subsequent heat treatment is it can be advantageously used in single crystals containing other coactivators in addition to neodymium e.g., chromium or cerium. That way monocrystals prepared in this way with optimum laser properties, ie with high gain, low losses and low sensitivity to shortwave pumping light.
Description
Předmětem vynálezu je způsob přípravy monokrystalů yttritohlinitého granátu aktivovaného neodyroem využitelných jako aktivní laserový materiál s vysokou účinností konverze čerpacího světla na stimulovanou emisi a omezenou tepelnou deformací při vyšších čerpacích příkonech.It is an object of the present invention to provide a neodyro-activated yttrium-aluminum garnet single crystal crystals useful as an active laser material with high efficiency conversion of pumping light to stimulated emission and reduced thermal deformation at higher pumping power.
Monokrystaly yttritohlinitého granátu aktivovaného neodymem (zkratka YAG:Nd, chemické složení Y-jAljjOj^iNd) nacházejí široké využiti jako aktivní laserový materiál. Energetická účinnost laseru vybaveného tímto aktivním materiálem je výrazně ovlivněna přítomností barevných center. Barevná centra v aktivním materiálu představují nejen neaktivní absorpci světla výbojek, ale zároveň ovlivňují, převážně negativně kvantovou účinnost a zvyšují ztráty na emisní vlnové délce laseru. Koncentrace a stálost barevných center závisí na celé řadě vlivů, z nichž některé mohou působit i opačně. Tak např. yttritohlinitý granát aktivovaný neodymem bez obsahu iontů přechodných prvků a pěstovaný pod redukční (vodík obsahující) ochrannou atmosférou, obsahuje růstová barevná centra projevující se jako hnědé zabarvení.The neodymium-activated yttrium-aluminum garnet monocrystals (abbreviated YAG: Nd, chemical composition Y-AljjjO ^j ^ i i nacházejí nacházejí nacházejí) find widespread use as an active laser material. The energy efficiency of a laser equipped with this active material is strongly influenced by the presence of color centers. The color centers in the active material not only represent inactive absorption of the light of the lamps, but also influence, mostly negatively, the quantum efficiency and increase the losses at the laser wavelength. The concentration and stability of color centers depend on a number of influences, some of which may have the opposite effect. For example, a neodymium-activated, neodymium-free, granulated yttrium-aluminum garnet and grown under a reducing (hydrogen-containing) protective atmosphere contains growth color centers manifesting as a brown color.
Po temperaci v atmosféře obsahující volný kyslík je přídavné zbarvení. Po temperací v atmosféře obsahující volný kyslík je přídavné zbarvení monokrystalů prakticky odstraněno a v jejich spektru lze identifikovat pouze absorpční čáry neodymu. Také absorpční hrana leží při vlnové délce nižší než 250 nm. Ozářením světlem výbojky vznikají vlivem krátkovlnného podílu tohoto světla barevná centra - většinou s krátkou dobou života, která vadí pro funkci laseru.After tempering in an atmosphere containing free oxygen there is an additional coloring. After tempering in an atmosphere containing free oxygen, the additional coloring of the single crystals is virtually removed and only neodymium absorption lines can be identified in their spectrum. The absorption edge also lies at a wavelength below 250 nm. By irradiating the light of the lamp, due to the shortwave fraction of this light, color centers are formed - usually with a short lifetime that interferes with the laser function.
Proto je třeba světlo výbojek filtrovat, používat příměsi, která vznik barevných center v yttritohlinitém granátu omezuje nebo volit jako konečné zpracování temperaci ve vodíku, po které je tvorba radiačních barevných center potlačena, ale základní absorpce materiálu je vždy poněkud vyšší. Filtraci světla výbojky a použití příměsí může rovněž, alespoň pro hrčité typy laserového provozu, znamenat snížení účinnosti.Therefore, it is necessary to filter the light of the lamps, using impurities that reduce the formation of color centers in the yttrium-aluminum garnet or select as final treatment tempering in hydrogen, after which the formation of radiation color centers is suppressed, but the basic material absorption is always somewhat higher. Filtration of the lamp light and the use of impurities can also, at least for lumpy types of laser operation, entail a reduction in efficiency.
Uvedené nedostatky lze odstranit způsobem přípravy neodymem aktivovaného yttritohlinitého granátu pro lasery podle vynálezu, který je vyznačen tím, že monokrystaly jsou pěstovány z taveniny pod atmosférou obsahující vedle argonu 2-50 obj. % vodíku a na každý objemový díl vodíku 0,001-0,01 objemového dílu vodní páry, načež jsou monokrystaly zahřívány v atmosféře obsahující 2-100 obj. % volného vodíku anebo ve vakuu o tlaku zbytkových plynů 10 6 až 10-2 Pa při teplotě 1 500 až 1 950 °C až do vymizení absorpčního pásu s maximem při 340 až 370 nm a poté jsou zahřívány v atmosféře obsahující 1-100 obj. % kyslíku při teplotě 1 000 až 1 500 °C po dobu 5-100 hodin. Pěstováním v uvedené atmosféře se připraví monokrystaly obsahující méně než 10-4 hmot. % železa a mědi, ale také křemíku, což je jednou z podmínek vysoké spektroskopické kvality, projevující se např. polohou absorpční hrany v blízkosti 250 nm po konečném tepelném zpracování. Vodní pára v uvedené malé koncentraci zrychlí těkání Si a Mg jen relativně v malé míře, avšak obvykle používaným molybdenovým a wolframovým kelímkům ještě neškodí.The above drawbacks can be overcome by a process for preparing a neodymium-activated yttrium aluminum garnet for the lasers of the invention, characterized in that the monocrystals are grown from melt under an atmosphere containing 2-50 vol% hydrogen in addition to argon and 0.001-0.01 vol per hydrogen The monocrystals are heated in an atmosphere containing 2-100% by volume of free hydrogen or in a vacuum with a residual gas pressure of 10 6 to 10 -2 Pa at a temperature of 1 500 to 1 950 ° C until the absorption band with a maximum at 340 to 370 nm and then heated in an atmosphere containing 1-100 vol% oxygen at a temperature of 1000 to 1500 ° C for 5-100 hours. Cultivation in said atmosphere produces single crystals containing less than 10 -4 wt. % of iron and copper, but also of silicon, which is one of the conditions of high spectroscopic quality, manifested for example by the position of the absorption edge near 250 nm after the final heat treatment. Water vapor in said low concentration will only accelerate the volatilization of Si and Mg to a relatively small extent, but it does not hurt the commonly used molybdenum and tungsten crucibles.
Nezbytným důsledkem růstu v redukčních podmínkách je však také nadbytek kovových a nedostatek kyslíkových iontů v mřížce monokrystalu, což se projeví jako barevná centra.However, an inevitable consequence of growth under reducing conditions is also an excess of metal and a lack of oxygen ions in the single crystal lattice, which will be manifested as color centers.
Při uvedeném poměru H2:H2O vznikají barevná centra snadno odstranitelná následnou temperací. Temperací v atmosféře obsahující vodík anebo ve vakuu se odstraní nadbytečné kovové ionty, přičemž ukončení této temperace je indikováno vymizením absorpčního pásu s maximem při 340 až 370 nm. Doba a teplota temperace závisí na rozměrech krystalu nebo polotovarů, obsahu příměsí a koncentraci barevných center. V mřížce monokrystalu však potom existují kyslíkové vakance, a to zejména v blízkosti objemných iontů neodymitých, což ve svých důsledcích vede sice k relativně radiačně stálému materiálu, ale jeho kvantová účinnost není optimální. Teprve po následující temperaci v atmosféře obsahující volný kyslík dojde k zaplnění kyslíkových vakancí v blízkosti iontů neodymu ionty kyslíku, přičemž lokalizace párových kladných nábojů ve vakanclch kationtových se neprojeví negativně na spektrálně luminiscenčních vlastnostech neodymem aktivovaného ytrltohlinitého granátu. Teplota posledriě uvedené temperace však nesmí přestoupit 1 500 °C, protože jinak se přebytkem 0 iontů v krystalu zvýší jeho citlivost na UV ozáření.At the stated H 2 : H 2 O ratio, color centers are easily removable by subsequent tempering. By tempering in a hydrogen-containing atmosphere or under vacuum, excess metal ions are removed, and termination of this tempering is indicated by the disappearance of the absorption band with a maximum at 340 to 370 nm. The tempering time and temperature depend on the dimensions of the crystal or blanks, the content of impurities and the concentration of the color centers. However, there are oxygen vacancies in the single crystal lattice, especially in the vicinity of bulk neodymium ions, which in turn results in a relatively radiation-stable material, but its quantum efficiency is not optimal. Only after the subsequent tempering in a free oxygen-containing atmosphere does the oxygen vacancies near the neodymium ions become filled with oxygen ions, and the localization of the paired positive charges in the cationic vacancies does not adversely affect the spectral luminescence properties of the neodymium-activated yttrium aluminum garnet. However, the temperature of the latter temperature must not exceed 1500 ° C, otherwise the excess of 0 ions in the crystal will increase its sensitivity to UV irradiation.
V případě použití temperace v prostředí obsahujícím volný kyslík bezprostředně po růstu je uvedený materiál citlivý na působení krátkovlnného světla, protože v něm lze předpokládat poruchy způsobené obsazením hliníkových pozic ytriem a obráceně případně přítomností kovových iontů v polohách, které mají být v dokonalé mřížce neobsazeny. Pokud však byl růst a temperace provedeny způsobem podle vynálezu, jsou laserové vlastnosti monokrystalů ytritohlinitého granátu aktivovaného neodymem optimální, pokud jde o vysoké zesílení, nízké ztráty a nízkou citlivost na krátkovlnný podíl čerpacího světla.If tempering is used in a free oxygen-containing environment immediately after growth, the material is sensitive to shortwave light, since it can be assumed that disturbances due to the occupation of aluminum positions by yttrium and vice versa, possibly by the presence of metal ions in positions to be unoccupied. However, when growth and tempering have been carried out by the method of the invention, the laser properties of neodymium-activated yttrium-aluminum garnet single crystals are optimal in terms of high amplification, low losses and low sensitivity to the short-wave proportion of the pumping light.
Způsobem podle vynálezu lze s výhodou připravovat také monokrystaly obsahující vedle neodymu další koaktivátory, např. 5.10-4 až 5.10-2 hmot. % chrómu a nebo ceru. Účinnost konečného zahřívání v atmosféře obsahující volný kyslík se dále zvýší tím, že se při ní použije směsi 1 až 70 » obj. kyslíku a 30 až 99 % obj. vzácného plynu nebo směsi 70 až 99,5 % obj. kyslíku a 0,5 až 30 % obj. halogenu, případně tetrahalogenmetanu. Uvedené příměsi způsobují zvýšení reaktivity kyslíku. Podobného účinku lze docílit ozonizaci použitého kyslíku.Monocrystals containing other co-activators besides neodymium, for example 5.10 -4 to 5.10 -2 wt. % chromium or cerium. The final heating efficiency in a free oxygen-containing atmosphere is further enhanced by using a mixture of 1-70% oxygen and 30-99% by volume noble gas or a mixture of 70-99.5% oxygen and 0.5% by volume. up to 30% by volume of halogen or tetrahalomethane. Said additives cause an increase in oxygen reactivity. A similar effect can be achieved by ozonizing the oxygen used.
Způsobem podle vynálezu lze připravovat monokrystaly ytritohlinitého granátu aktivovaného neodymem s optimálními vlastnostmi pro použití jako aktivní laserový materiál.By the method of the invention, neodymium-activated yttrium-aluminum garnet single crystals can be prepared with optimum properties for use as an active laser material.
PřikladlHe did
Monokrystaly yttritohlinitého granátu s obsahem 0,7 hmot. % neodymu byly pěstovány Czochralsklho metodou pod ochrannou atmosférou složenou z 88 obj. % argonu, 11,68 obj. % vodíku a 0,32 obj. % vodní páry. Monokrystaly byly po vypěstování zahřívány bez ochlazení v téže atmosféře při teplotě 1 82Ů až 2 850 °C po dobu 6 hodin, načež byly rychlostí 50 až 75 °C/h ochlazeny na pokojovou teplotu. Uvedené zahříváni při průměru monokrystalů 28 mm plně postačilo k odstraněni hnědého zbarvení (absorpce s maximem při 400-480 nm) i anomální absorpce s maximem při 357 nm, jak ukázalo měření absorpčních spekter na odříznutých destičkách. Potom byly monokrystaly zahřívány v kyslíku obsahujícím 2-0,2 obj. % CBr^ na teplotu 1 450 °C po dobu 48 hodin. Z monokrystalů byly zhotoveny laserové tyče o průměru 4 mm a délce 75 mm, které při čerpání kryptonovou výbojkou v pozlaceném reflektoru a s resonátorem o reflektivitě výstupního zrcadla 92% vykázaly prahový čerpací příkon 400 W. Laserové tyče připravené z monokrystalů vypěstovaných stejným způsobem, ale okamžitě po vypěstování ochlazených, což mělo za následek zachování ánomální absorpce od 250 do 800 nm, měly prahové čerpání o 80 W vyšší a po 400 hodinách provozu při čerpání 3,5x vyšším než bylo původní čerpání prahové, se jejich výstupní výkon snížil z 22 na 17 W. Prvé tyče měly trvalý výkon 24 W.Yttrium aluminum garnet monocrystals containing 0.7 wt. % of neodymium were grown by the Czochralsk method under a protective atmosphere composed of 88 vol% argon, 11.68 vol% hydrogen and 0.32 vol% water vapor. The monocrystals were grown without cooling in the same atmosphere at 18 ° C to 2850 ° C for 6 hours after cultivation and then cooled to room temperature at a rate of 50-75 ° C / h. Said heating at a single crystal diameter of 28 mm was sufficient to remove both the brown color (absorption at maximum at 400-480 nm) and anomalous absorption at maximum at 357 nm, as shown by the measurement of the absorption spectra on the cut plates. Then, the single crystals were heated in oxygen containing 2-0.2 vol% CBr 2 to 1450 ° C for 48 hours. Laser rods of 4 mm diameter and 75 mm length were made of single crystals, which, when pumped with a krypton lamp in a gold-plated reflector and with a 92% output mirror reflectivity, exhibited a pumping power threshold of 400 W. Growing chilled, resulting in the preservation of anomaly absorption from 250 to 800 nm, had a threshold pumping by 80 W higher and after 400 hours of operation at pumping 3.5 times higher than the original pumping threshold, their output power decreased from 22 to 17 W The first bars had a continuous power of 24 W.
Příklad 2Example 2
Monokrystaly yttritohlinitého granátu s obsahem 0,65 hmot. % Nd a 0,020 hmot. % Cr o průměru 35 mm a délce 135 mm byly pěstovány Czechralskiho metodou za použití molybdenových kelímků a ochranné atmosféry složení z 34,9 obj. % vodíku, 0,1 obj. % vodní páry a 65 obj. % argonu. Vypěstované monokrystaly byly po zhotovení čelních ploch a kontrole optické homogenity rozřezány na hranolky o rozměrech 7 x 7 x 12 mm. Prvá část hranolků byla temperována ve vakuu o tlaku zbytkových plynů 3.10 4 Pa při teplotě 1 650 °C po dobu 90 minut. Tím byl zcela odstraněn jejich hnědý ostín, avšak po přeleštění dvou protilehlých ploch byl měřením při 350 nm zjištěn extinkční koeficient absorpce, až 0,9 cm Druhá část hranolků byla temperována ve vakuu za stejných podmínek po dobu 30 minut, což vedlo k úplnému vymizení uvedeného ultrafialového absorpčního pásu. Druhá část hranolků byla rozdělena na dvě poloviny, z nichž prvá byla přímo zpracována na laserové tyče o průměru 6 a délce 120 mm, druhá polovina byla s prvou částí zahřívána na vzduchu při teplotě 1 250 °C po dobu 30 hodin a poté z nich byly zhotoveny laserové tyče stejných rozměrů. Ve zkušebním laseru opatřeném xenonovou výbojkou, postříbřeným reflektorem a rezonátorem o reflektivitě výstupního zrcadla 40 % vykázaly při čerpání 100 J tyče zhotovené z prvé části hranolků, výstupní energii 1,0-1,13, tyče zhotovené z prvé poloviny druhé části hranolků pouze 0,8-0,95 J a tyče zhotovené z druhé poloviny téže části hranolku 1,2-1,35 J.Yttrium aluminum garnet monocrystals containing 0.65 wt. % Nd and 0.020 wt. % Cr with a diameter of 35 mm and a length of 135 mm were grown by the Czechralski method using molybdenum crucibles and a protective atmosphere composed of 34.9 vol% hydrogen, 0.1 vol% water vapor and 65 vol% argon. The grown single crystals were cut into 7 x 7 x 12 mm prisms after making the faces and checking the optical homogeneity. The first portion of the chips was tempered under vacuum at a residual gas pressure of 3.10 4 Pa at 1,650 ° C for 90 minutes. This completely eliminated their brown hair, but after polishing the two opposite surfaces, an extinction absorption coefficient of up to 0.9 cm was obtained by measuring at 350 nm. ultraviolet absorbent sheet. The second part of the prisms was divided into two halves, the first of which was directly processed into laser bars with a diameter of 6 mm and a length of 120 mm, the second half was heated in air at 1250 ° C for 30 hours and thereafter made of laser rods of the same dimensions. In a test laser equipped with a xenon lamp, a silver-plated reflector and a resonator with an output mirror reflectivity of 40%, when pumped 100 J the bars made from the first portion of the fries showed an output energy of 1.0-1.13. 8-0,95 J and bars made from the other half of the same fraction of 1,2-1,35 J.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS871497A CS260074B1 (en) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | Method of neodymium-activated yttrium-aluminium garnet's preparation and subsequent treatment for lasers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS871497A CS260074B1 (en) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | Method of neodymium-activated yttrium-aluminium garnet's preparation and subsequent treatment for lasers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS149787A1 CS149787A1 (en) | 1988-03-15 |
| CS260074B1 true CS260074B1 (en) | 1988-11-15 |
Family
ID=5349528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS871497A CS260074B1 (en) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | Method of neodymium-activated yttrium-aluminium garnet's preparation and subsequent treatment for lasers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS260074B1 (en) |
-
1987
- 1987-03-06 CS CS871497A patent/CS260074B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS149787A1 (en) | 1988-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1986003347A1 (en) | Solid state laser employing diamond having color centers as a laser active material | |
| Ho et al. | Near infrared emission at 1.35 μm in Cr doped glass | |
| US5173911A (en) | Mixed silicates of yttrium and lanthanide and laser using monocrystals of these silicates | |
| Yin et al. | Defects in YAG: Yb crystals | |
| Veselský et al. | Spectroscopic and laser properties of a broadly tunable diode-pumped Tm3+: CaF2–SrF2 laser | |
| JPS595559B2 (en) | Lasers using doped beryllium lanthanate crystals | |
| CS260074B1 (en) | Method of neodymium-activated yttrium-aluminium garnet's preparation and subsequent treatment for lasers | |
| EP0898800B1 (en) | ROOM TEMPERATURE STABLE COLOR CENTER LASER, LiF:F2+** MATERIAL, AND METHOD OF LASING | |
| Mikhailov et al. | Saturation of visible absorption in chromium-doped silicates | |
| Matkovskii et al. | Effect of ionizing radiation on optical and lasing properties of Y3Al5O12 single crystals doped with Nd, Er, Ho, Tm, Cr ions | |
| Kvapil et al. | Laser properties of yag: Nd, Cr, Ce | |
| US5524016A (en) | Optical emitter for amplification and process for making same | |
| EP0067521B1 (en) | Process for maximizing laser crystal efficiency by effecting single site for dopant | |
| Tsuiki et al. | Effect of Point Defects on Laser Oscillation Properties of Nd-Doped Y2O3 | |
| Kaczmarek et al. | Possibility of gamma-induced sensibilization process in rare-earth doped YAG crystals | |
| US3983051A (en) | Doped beryllium lanthanate crystals | |
| JP2882351B2 (en) | Crystal for solid-state laser, its manufacturing method and laser device | |
| Rand | Synthetic Diamond for Color Center Lasers | |
| Kvapil et al. | Absorption background and laser properties of YAP: Nd | |
| CN118666496B (en) | Chalcogenide glass-ceramic with mid-infrared broadband fluorescence emission characteristic and preparation method thereof | |
| Chang et al. | UV-visible transmission characteristics of sapphire fibers grown by the laser-heated pedestal growth technique | |
| CS212183B1 (en) | Method of preparation of the aluminium yttrit garnet with increased luminescence | |
| CS269349B1 (en) | Method of yttrium-aluminium perofskite preparation for lasers with high mean power | |
| Yelisseyev et al. | Effect of post-growth annealing on the optical properties of LiGaS2 nonlinear crystals | |
| Tanabe et al. | Spectral properties of Tm3+-doped glasses for S-band amplifier |