掺钴铝酸镁尖晶石(Co:MgAl2O4)允许在眼睛安全波长1.5um附近产生具有高峰值功率的纳秒短脉冲,非常适合遥测应用。掺Co2+的MgAl2O4在1200~1600nm波长范围内有较宽的吸收光谱,表明Co2+离子取代了MgAl2O4晶格中四面体配位的Mg2+离子。固体可饱和吸收体固体激光器的被动调Q是一种非常有吸引力的调Q技术,因为它可以开发出紧凑、低成本的纳米和亚纳秒脉冲激光源,应用范围广泛
在1.5μm的激光发射对于一些工业应用非常有兴趣。这首先是由于1.5微米辐射的眼睛安全性。该波长的其他优点是在大气和熔融石英波导中的高透明度,以及敏感的室温光探测器(Ge和InGaAs光电二极管)的可用性。所有这些都使得1.5μm激光器在测距仪、环境传感、电信、外科等领域的应用非常有吸引力。钴尖晶石吸收峰值在1520nm附近,这是最常用的眼睛安全激光。1520nm处的吸收截面为3.5×10-19cm2,1331处为2.8×10-19cm2,报道了Er、Yb玻璃和Nd:GYSGG、Nd:YALO3.的Q开关晶体。
稀有激发吸收 Q开关高常数 高吸收段 使用寿命长 钴分布均匀 吸收带宽 雷达与测距 医疗应用参数
属性 数值 化学式 Co2+:MgAl2O4 晶体结构 立方 晶格参数 8.07Å 密度 3.62 g/cm3 熔点 2105°C 折光率 n=1.6948 @1.54 μm 导热系数/((W·cm-1·K-1 @ 25°C) 0.033W 热膨胀/(10-6 /°C @ 25°C) 1.046 比热/(J·g-1·K-1) 5.9 硬度(莫氏) 8.2 消光比 25dB 取向 [100] or [111] < ±0.5° 光密度 0.1-0.9 损坏阈值 >500 MW/cm2 Co2 +的掺杂浓度 0.01-0.3 atm% 属性 数值 浓度 (0.05~0.35) wt% 吸收系数 0 ~ 7 cm-1 基态吸收截面GSA(E-19 cm2) 2.8(±0.4)@1340nm 激发态吸收截面ESA(E-20 cm2) 2.0(±0.6)@1340nm 基态吸收截面GSA(E-20 cm2) 3.5(±0.4)@1540nm 激发态吸收截面ESA(E-20 cm2) 1.0(±0.6)@1540nm 工作波长 1200 – 1600 nm 最终配置 Flat/Flat 品质因数(FOM) 100~300 涂层 AR/AR@1540,R<0.2%; AR/AR@1340,R<0.2%
应用