Вольфраматы и молибдаты двухвалентных и одновалентных металлов относятся к структурному типу шеелитов. Их активизируют редкоземельными элементами, в основном, неодимом. Большой набор соединений такого типа дает возможность менять состав материала в больших пределах. В настоящее время промышленных материалов лазеров на основе вольфраматов и молибдатов сравнительно мало, однако большое количество исследований этих материалов свидетельствует об их перспективности.
Стекла.
Наряду с кристаллами, в лазерной технике широко используются стекла, активированные редкоземельными элементами. К преимуществам стекол как лазерных материалов относятся:
1) Технологичность, простота изготовления изделий больших размеров.
2) Дешевизна сырья и возможность массового производства изделий с заданными и хорошо воспроизводимыми свойствами.
3) Высокая оптическая однородность образцов различных размеров.
4) Изотропность свойств и однородность состава.
В то же время, по сравнению с кристаллами, стекла обладают недостатками, такими как:
|
|
1) Низкая теплопроводность.
2) Высокий коэффициент термического расширения.
3) Сравнительно слабая фотохимическая стойкость.
4) Ограниченная область прозрачности.
Сравнение свойств кристаллов и стекол показывает, что эти материалы удачно дополняют друг друга.
Стекла классифицируют по основе – стеклообразующему элементу, а также по содержанию модификаторов. Если основой стекла является кварц (SiO2), то стекло называют силикатным. В том случае, когда основой стекла является борный ангидрид, стекло называют боратным. Если основой стекла является фторид бериллия, стекло называют фторбериллатным. Стекла с большим содержанием оксида свинца называют свинцовыми.
Технология получения лазерных стекол отличается высокими требованиями к чистоте исходных компонентов. Лазерные стекла обычно варят в платиновых тиглях, используя высокочастотный нагрев. После варки и получения изделий, изделия подвергают длительному отжигу для снятия внутренних напряжений.
Некоторые характеристики материалов твердотельных лазеров приведены в Т.2.
Таблица 2. Наиболее распространенные материалы твердотельных лазеров и их характеристики
Материал активной среды | Матрица | Активатор | Длина волны, мкм | КПД, % | Режим генерации |
Рубин | Al2O3 | Cr3+ | 0,694 | Импульсный | |
Иттрийалюминевый гранат с неодимом | Y3Al5O12 | Nd3+ | 1,06 | Непрерывный | |
Стекло с неодимом | Стекло | Nd3+ | 1,06 | Импульсный | |
Стекло с эрбием | Фосфатное стекло | Er3+ | 1,54 | Импульсный | |
Алюминат иттрия с неодимом | YalO3 | Nd3+ | 1,06 | Непрерывный | |
Натрий-лантан-молибдат с неодимом | NaLa(MoO4)2 | Nd3+ | 1,06 | 2,5 | Импульсный |
Флюорит кальция с диспрозием | CaF | Dy2+ | 2,36 | Импульсный | |
Гадолиний-скандий-галлиевый гранат с хромом | Gd3Sc2Ga3O12 | Cr3+ | 0,7 – 0,9 | - | Лазер с перенастраиваемой длиной волны |
Гадолиний-скандий-галлиевый гранат с неодимом | Gd3Sc2Ga3O12 | Nd3+ | 1,06 | 3,5 | Импульсный |
|
|