Cr4+:YAG晶体-掺铬钇铝石榴石

Cr4+:YAG晶体，也称为掺铬钇铝石榴石，是一种性能优良的被动调Q材料，特别适用于Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:YVO4或其他Nd或Yb掺杂激光器（工作在0.8到1.2 μm波段）。

主要优点：

高吸收截面：Cr4+:YAG晶体在1μm附近的吸收截面非常大，尤其在1060nm左右达到峰值。这使得它能够有效地吸收泵浦光，从而实现高效的能量转移和激光调制。

低饱和能量密度：Cr4+:YAG晶体的饱和能量密度相对较低，这意味着在较低的激光能量下，晶体就能够达到饱和状态并启动Q开关过程。这一特性使得激光器能够在较低的能量水平下实现高效的脉冲输出。

高损伤阈值：与染料和其他有机饱和吸收器相比，Cr4+:YAG晶体具有更高的损伤阈值。这意味着它能够在更高的激光能量和功率下稳定工作，而不需要担心晶体受损。

物理化学性质稳定：Cr4+:YAG晶体具有优良的热机械性能和化学稳定性。它能够在高功率和长时间工作条件下保持稳定的性能，不易发生退化和失效。

长寿命：由于Cr4+:YAG晶体的物理和化学稳定性，它的使用寿命相对较长。与染料和其他有机材料相比，它不需要频繁更换，降低了维护成本和停机时间。

易于集成：Cr4+:YAG晶体可以方便地集成到各种激光系统中，包括固体激光器、光纤激光器和半导体激光器等。它的尺寸和形状可以根据具体需求进行定制，以适应不同的激光系统结构。

脉冲重复频率可调：通过调整激光器的参数和Cr4+:YAG晶体的尺寸，可以实现脉冲重复频率的可调谐性。这使得激光器能够适应不同的应用场景和需求

应用领域：

激光微加工：Cr4+:YAG晶体借助被动调Q激光技术可以产生纳秒甚至于亚纳秒激光脉冲，这些激光脉冲在激光微加工领域有广泛应用，如切割、打孔、雕刻等精细加工过程。

通信传感和雷达：激光脉冲在通信传感和雷达等领域也发挥着重要作用。Cr4+:YAG晶体产生的激光脉冲具有高能量、高精度和高稳定性，适用于远距离通信、高速数据传输以及精确测距等应用。

被动调Q激光器：Cr4+:YAG晶体被广泛用于Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:YVO4等Nd或Yb掺杂激光器中作为无源调Q开关。通过被动调Q开关或饱和吸收体，可以在无需电光开关的情况下得到充足的激光脉冲，减小了尺寸并排除了供给高压能量的需要。

激光测距仪、LIDAR和LIBS系统：在这些系统中，Cr4+:YAG晶体作为重要的组成部分，通过其产生的激光脉冲实现精确的距离测量和物质分析。

光学性能：Cr4+:YAG晶体具有高的损伤阈值（>500MW/cm²）和化学性能稳定，这使得它成为一种高能固态被动调Q开关的理想选择。同时，其热导性好、易操作、使用寿命长等特点也进一步拓宽了它的应用领域。

其他应用：除了上述领域外，Cr4+:YAG晶体还可以应用于光学放大器、激光器阵列、频率转换器等设备中，以满足不同领域对高性能激光器的需求。

基本参数：

参数	数值/描述
化学式	Cr4+:Y3Al5O12
晶体结构	立方石榴石结构
熔点	1970 °C
密度	4.55 g/cm³
硬度	8.5 (莫氏硬度)
损伤阈值	> 500 MW/cm²
折射率	1.82 @ 1064 nm
定向	<111> 或 <100>±5°
平面度	< λ/10
平行度	≤ 30″
垂直度	≤ 5 ′
表面光洁度	20/10(MIL-O-13830A)
掺杂浓度	0.5 mol% ~ 3 mol%
透过率范围	10% 到 92% 可控
光学应用	被动调Q开关材料，适用于Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:YVO4等激光器
优势	性能可靠稳定、易操作、损伤阈值高、使用寿命长、热导好
激光波长	950nm-1100nm
倒角	≤0.15mm@45°
初始透过率	2%-97%
增透膜	R≤0.2%@1064nm