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Nd:YLF-Laserkristalle
Nd:YLF wird in Bereichen eingesetzt, in denen im Vergleich zu Nd:YAG nur niedrige Leistungen, dafür aber bessere Strahlqualitäten benötigt werden. Nd:YLF ist ein doppelbrechender Kristall, der senkrecht zueinander polarisiertes Licht bei 1047 nm und 1053 nm emittiert. Thermische Linseneffekte sind wesentlich geringer ausgeprägt als bei Nd: YAG, was eine bessere Strahlqualität u.a. im TEM00-Mode ergibt. Nd:YLF kann CW- oder gepulst gepumpt betrieben werden, dies ist sowohl lampenals auch dioden-gepumpt möglich. |
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Nd:YLF-Laserniveaus
Die Lebensdauer der Laserniveaus bei 1047 nm und 1053 nm liegt bei ca. 485 μs und 540 μs und ist damit mehr als doppelt so hoch wie bei Nd:YAG (230 μs). So kann entweder die Pumpleistung reduziert oder die Spitzenleistung für Q-switch-Pulse erhöht werden. Im Vergleich zu YAG kann Nd:YLF im Q-switch-Betrieb doppelt so lange gepumpt werden, bis spontane Emission eintritt, so dass in Nd:YLF mehr optische Energie als in Nd:YAG gespeichert werden kann.
Nd:YLF-Kristallstruktur
YLF weist eine tetragonale Kristallstruktur mit zwei identischen A-Achsen und einer C-Achse auf und wird nach der Czochralski-Methode hergestellt. Generell wachsen die Kristalle parallel zu einer der A-Achsen und YLF-Stäbe oder YLF-Slabs werden so orientiert, dass die Laseremission entlang der A-Achse erfolgt.
Die Orientierung der Stabachse zur Kristallachse ist dabei genauer als 2º.
Eigenschaften von A- und C-Achse
Kristallwachstum entlang der A-Achse ist generell unproblematischer und eine entsprechende Stab-Orientierung bewirkt eine Bevorzugung des Laserübergangs bei 1047 nm, während durch die C-Achsenorientierung eines YLF-Stabes die Laser- Emission nur bei 1053 nm stattfindet.
Die A-Achse bietet gegenüber der C-Achsenorientierung bedeutende Vorteile durch einen nun 50% höheren Wirkungsquerschnitt bei 1047 nm. Die Absorptionsmaxima für das Pumplicht sind je nach Orientierung leicht gegeneinander verschoben und liegen bei 792 nm für C-Achsenorientierung bzw. 797 nm für Stäbe die entlang der A-Achse orientiert sind. Ein wachstumsbedingtes charakteristisches Streifenmuster kann sich senkrecht zur Wachstumsrichtung ausbilden. Statistische Untersuchungen ergaben, dass die Laseremission senkrecht zum Streifenmuster zu optimaler Strahlqualität führt, was besonders bei YLF-Slab-Konfigurationen beachtenswert ist. |
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| Nd:YLF-Spezifikationen und -Toleranzen: |
| Dotierung |
Cer (Ce), Erbium (Er), Holmium (Ho), Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb) oder undotiert |
| Nd:YLF |
0,5 - 3,0% (Nd)
±0,10% für Stablänge ≤150 mm
±0,15% für Stablänge ≤200 mm |
| Ho-, Pr-, Tm-, Yb:YLF |
Dotierungen nach Vorgabe |
| Durchmesser |
2,0 - 20,0 mm (±0,013 mm) |
| Länge |
1,0 - 150 mm (±0,5 mm) |
| Parallelität |
10 Bogensekunden |
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| Ihr Ansprechpartner: |
| Roland Pieper (Tel.: +49-6151-8806-694, E-mail: rpieper@ii-vi.de). |
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