Nd:YVO4　レーザー結晶

Neodymium Doped Yttrium Orthovanadate (Nd:YVO4)

Nd:YVO4　レーザ結晶Nd:YVO4結晶は現在流通している商用DPSSレーザー用の結晶でもっとも効率の良いレーザー媒質結晶です。 とりわけ低出力から中出力の製品に使用されております。
これは、Nd:YVO4結晶の持つ優れた吸収特性とNd:YAG結晶を用いたレーザーと同等の波長を放射する特性を持つことに由来します。Nd:YVO4結晶は、高効率の非線形光学結晶（NLO）：LBO結晶・BBO結晶・KTP結晶と一緒に用いられることが大変多く、UVからブルー、グリーンそして赤外光を提供いたします。
Nd:YVO4結晶を用いたレーザーのアプリケーションは、非常に多岐に渡り、分光・マテリアルプロセッシング・マシーニング・ウェハー検査・ディスプレイ・メディカル機器・レーザープリンター・データーストレージ等の幅広いアプリケーションで使用されております。
Nd:YVO4結晶を使ったダイオードポンプ個体レーザーは急速に市場を拡大し、今まで主流の水冷式のイオンレーザーやランプ励起レーザーと置き換わっております。　特に小型のレーザーを求める方や、縦モードシングル発振のレーザーが必要な方に受け入れられております。
 
Nd:YVO4 レーザー結晶は数量１つから販売しております。
Nd:YVO4 レーザー結晶ご購入の際は、ご希望のサイズ　ご希望のコーティング　数量をお知らせください。

Nd:YVO4 結晶の優位性について　〜 Nd:YAG 結晶との比較〜

  • おおよそ５倍広い吸収域を励起中心波長の808nnm近辺に持っています。そのため励起波長に対する依存が低くできます。また、シングルモード発振の傾向が強いです。
  • レージング波長1064nmでの誘導放出クロスセクションが３倍広いです。
  • レージング閾値は低く、発振効率（スロープエフィシェンシー）は高いです。
  • 出力の偏光は、直線偏光のみになります。

CASTECH社が提供するNd:YVO4 結晶の特徴

  • お好みのNdドーピング濃度が0.1% から 3%の間でご指定できます。
  • ドーピング濃度の精度は:±0.05%(atm%<1%),±0.1%(atm%≥1%)になります。
  • お好みのサイズのバルクでのご提供が可能です。最大サイズはΦ35×50mm3まで可能です。 
  • ご指定のサイズでカット、ポシッシング、ARコーティングを施してご提供させていただきます。最大サイズはΦ20×20mm3まで可能です。
  • Nd:YVO4結晶製品の市場への供給実績は一月あたり10,000個以上になります。サイズはとしては 3×3×0.5 から 4×4×8 mmのNd:YVO4結晶になります。
  • 迅速な納品を心がけております。
  • 競合他社に負けない魅力的な価格で提供しております。

グラフ

Nd:YVO4 結晶の基礎的な特性

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

Nd:YVO４ 結晶を用いたレーザーの特性

1. One of the most attractive character of Nd:YVO4 is, compared with Nd:YAG, it has 5 times larger absorption coefficient in a broader absorption bandwidth around the 808 nm peak pump wavelength, which just matches the standard of high power laser diodes currently available. This means a smaller Nd:YVO4 crystal that could be used for the laser, leading to a more compact laser system. For a given output power, this also means a lower power level at which the laser diode operates, thus extending the lifetime of the expensive laser diode. The broader absorption bandwidth of Nd:YVO4which may reaches 2.4 to 6.3 times that of Nd:YAG, is also valuable. Besides more efficient pumping, Nd:YVO4 also means a broader range of selection of diode specifications. This will be helpful to laser system makers for wider tolerance and lower cost choice.

2. Nd:YVO4 crystal has larger stimulated emission cross-sections, both at 1064nm and 1342nm. When a-axis cut Nd:YVO4 crystal lasing at 1064m, it is about 4 times higher than that of Nd:YAG, while at 1340nm the stimulated cross-section is 18 times larger, which leads to a CW operation completely outperforming Nd:YAG at 1320nm. These make Nd:YVO4 laser be easy to maintain a strong single line emission at the two wavelengths.

3. Another important character of Nd:YVO4 lasers is, because it is an uniaxial rather than a high symmetry of cubic as Nd:YAG, what it emits is only a linearly polarized, thus avoiding undesired birefringent effects on the frequency conversion. Although the lifetime of Nd:YVO4 is about 2.7 times shorter than that of Nd:YAG, its slope efficiency can be still quite high for a proper design of laser cavity, because of its high pump quantum efficiency.

The major laser properties of Nd:YVO4 vs Nd:YAG are listed in Table below, including stimulated emission cross-sections (σ), Absorption Coefficient (α) Fluorescent lifetime (τ),Absorption Length (La),threshold Power (Pth) and Pump Quantum Efficiency (ηs).

 

 Nd:YVO４ 結晶とNd:YAG 結晶のレーザーの特性比較

LASER CRYSTAL DOPING(atm%) σ
(x10-19cm2)		 α
(cm-1)		 τ
(μs)		 Lα
(mm)		 Pth
(mW)		 ηs
(%)
Nd:YVO4(a-cut) 1.0
2.0		 25
25		 31.2
72.4		 90
50		 0.32
0.14		 30
78		 52
48.6
Nd:YVO4(c-cut) 1.1 7 9.2 90   231 45.5
Nd:YAG 0.85 6 7.1 230 1.41 115 38.6

Typical Results of Nd:YVO4:
•　Diode pumped Nd:YVO4 laser output comparing with diode pumped Nd:YAG laser.

 

Crystals Size(mm3) Pump Power Output (at 1064nm)
Nd:YVO4 3x3x1 850mW 350mW
Nd:YVO4 3x3x5 15W 6W
Nd:YAG 3x3x2 850mW 34mW

•　Diode pumped Nd:YVO4+KTP green laser.

  • 8W green laser was generated from a 15W LD pumped 0.5% Nd:YVO4 with intracavity KTP.
  • 200mW green outputs are generated from 1W LD pumped 2% Nd:YVO4 lasers by using CASTECH’s 2x2x5mm KTP and 3x3x1mm Nd:YVO4

Nd:YVO4 結晶向けのコーティングについて

  • Both ends AR/AR-1064/808nm, R<0.2%@1064nm,R<2%@808nm
  • S1:HR@1064&532 nm,HT808 nm, R>99.8%@1064&532nm,T>90%@808nm S2:AR@1064&532 nm, R<0.2%@1064nm,R<0.5%@532nm
  • S1:HR@1064,HT808, R>99.8%@1064nm,T>95%@808nm S2:AR@1064, R<0.1%@1064nm.
  • S1,S2 AR-coated, S3:gold/chrome plated.
  • Both ends AR/AR-1064 nm; S3:AR-808 nm
  • Other coatings are available upon request.

Nd:YVO４ 結晶の技術仕様と保証

  • Dimension tolerance:(W±0.1mm)x(H±0.1mm)x(L+0.5/-0.1mm)  (L≥2.5mm)
  •                                           (W±0.1mm)x(H±0.1mm)x(L+0.2/-0.1mm)  (L<2.5mm) 
  • Transmitting wavefront distortion:less than λ/4 @ 633nm
  • Clear aperture:>90% central area
  • Chamfer: ≤0.2mm@45
  • Chip: ≤0.1mm
  • Flatness: λ/8 @ 633 nm (L≥2.5mm), λ/4 @ 633nm  (L<2.5mm)
  • Scratch/Dig code: 10/5 to MIL-PRF-13830B
  • Parallelism:better than 20 arc seconds
  • Perpendicularity: ≤5 arc minutes
  • Angle tolerance:≤0.5°
  • Damage threshold[GW/cm2 ]: >1 for 1064nm, TEM00, 10ns, 10Hz (AR-coated)
  • Quality Warranty Period:one year under proper use.
Nd:YVO4 レーザー結晶は数量１つから販売しております。
Nd:YVO4 レーザー結晶ご購入の際は、ご希望のサイズ　ご希望のコーティング　数量をお知らせください。

価格・納期等弊社営業部よりご回答申し上げますのでお気軽にお問い合わせください。

最終更新日2014年11月23日