Nｄ:ＹＶＯ4結晶 
Unioriental社，レーザ結晶， Nd:YVO4仕様
（Neodymium Doped Yttrium
Orthovanadate）
概要
Nd:YVO4結晶は､現在ダイオードレーザ励起固体レーザ用としては最も効率的なレーザ結晶の1つです｡ レーザ発振波長において誘導断面積が大きく､
励起波長において吸収係数が高い上に吸収バンド幅が広く､さらに､レーザによるダメージ閾値が高いばかりでなく､物理的､光学的､機械的特性にも
優れているので､ Nd:YVO4結晶は､高出力で高安定､費用効果の高いダイオードレーザ励起固体レーザ用として優れた結晶です。
ダイオードレーザ励起用としてNd:YAGと比較しますと､Nd:YVO4レーザは次の特長をもっています。
主な特長として
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低いレーザ発振閾値､高い傾斜効率があります
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レーザ発振波長で大きな誘導断面積を有しております
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広い励起波長域にわたって高い吸収効率があります
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励起波長への依存が低く単ーモード出力が得られます
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光学的ー軸性および大きな複屈折性で強力な偏光レーザが得られます
Castech社では､光学的に高品質で大型サイズのNd:YVO4と純正YVO4結晶を成長させる新しい方法を開発しました。
最大φ35×50mm3のNd:YVO4結晶バルクと､最大φ20×20mm3に仕上げた高純度Nd:YVO4結晶を適正な価格で供給しています。
基礎特性
次に当結晶の基礎特性を示します
原 子 密 度 ： 1.26×1020atoms/cm3(Nd:1.0％)
結 晶 構 造 ： ジルコン正方晶形(Ζircon
Tetragonal),空間グループD4h-I4/amd
a＝b＝7.1193Å,c＝6.2892Å
密 度 ： 4.22g/cm3
モ ー ス 硬 度 ：
4〜5(Glass-like)
熱 膨 張 係 数 ： αa＝4.43ｘ10-6/K,αc＝11.37x10-6/K（但し300K時）
熱 伝 導 係 数 ：
//C:0.0523W/cm/K;⊥C:0.0510W/cm/K(但し300K時)
光学特性
次に当結晶の光学特性を示します
レ ー ザ 発 振 波 長 ： 1064nm,1342nm
熱 光 学 係 数(300K) ： dno/dT＝8.5×10-6/K,dne/dT＝2.9×10-6/K
誘 導 断 面 積 ： 25.0×10-19cm2 ＠
1064nm
螢 光 寿 命 ： 90μs
吸 収 係 数 ： 31.4cm-1
＠ 810nm
真 性 損 失 ： 0.02cm-1
＠ 1064nm
利 得 バ ン ド 幅 ： 0 .96nm ＠ 1064nm
偏 光 レ ー ザ 発 振 ： π 偏光;光軸に平行(c-軸)
ダイオード励起光学一光学変換効率 ： ＞60％
純正YVO4結晶のSellmeier方程式は次のようになります
no2＝3.77834＋0.069736/(λ2−0.04724)−0.010813λ2
ne2＝4.59905＋0.110534/(λ2−0.04813)−0.012676λ2
レーザ特性
Nd:YVO4結晶は､1064nmおよび1342nmの両方の波長で大きな誘導断面部を持っています。波長1064nmにおけるa軸カットのNd:YVO4結晶の
誘導断面部は､Nd:YAG結晶の約4倍です。Nd:YVO4結晶の励起寿命はNd:YAG結晶より約2.7倍短い寿命です｡ 何故ならば､励起量子効率が高いので､
Nd:YVO4の傾斜効率は､レーザ共振器を正確に設計することにより､非常に高くすることができます。以下の表に､Nd:YAG結晶と比較したNd:YVO4結晶の
主なレーザ特性を示しました。
表 13
Nd:YVO4結晶のレーザ特性(Nd:YVO4対Nd:YAG)
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レーザ結晶 |
ドープ |
σ |
α |
τ |
Lα |
PTH |
ηs |
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(atm％) |
（ｘ10-19p） |
(cm-1) |
(ms) |
(mm) |
(mw) |
(％) |
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Nd:YVO4 |
1 |
25 |
31.2 |
90 |
0.32 |
30 |
52 |
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|
2 |
25 |
72.4 |
50 |
0.14 |
78 |
48.6 |
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Nd:YVO4 |
1.1 |
7 |
9.2 |
90 |
- |
231 |
45.5 |
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Nd:YAG |
0.85 |
6 |
7.1 |
230 |
1.41 |
115 |
38.6 |
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さらに､1340nmのCW 動作Nd:YVO4レーザは､誘導断面図が18倍も大きいので､1320nmのNd:YAGレーザよりも完全に優れた性能です。
ダイオードレーザ励起Nd:YVO4レーザ
表 14ダイオレーザの励起Nd:YAGレーザと同じくNd:YVO4レーザの出力の比較
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結晶 |
サイズ（mm3) |
励起パワー |
出力＠1064nm |
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Nd:YVO4 |
3x3x1 |
850mW |
350mW |
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Nd:YVO4 |
3x3x5 |
15W |
6W |
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Nd:YAG |
3x3x2 |
850mW |
34mW |
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表 15
ダイオード励起Nd:YVO4＋KTPグリーンレーザ
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Nd:YVO4(mm3) |
KTP(mm3) |
励起パワー |
出力(TEM00@532nm) |
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3x3x1 |
3x3x5 |
890mW |
76mW |
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3x3x1 |
3x3x5 |
50mW |
2.5mW |
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Castech社の保証するNd:YVO4結晶
透 過 波 面 分 散 ： ≦λ/4＠633nm
寸 法 誤 差 ： (W±0.1mm)×(H±0.1mm)×(L＋0.2mm/−0.1)
有 効 口 径 ： ＞90％（中心面に対して）
平 面 度 ： λ/8 ＠ 633nm,λ/4 ＠ 633nm(2mm以下の厚さに対して)
スクラッチ / ディック ： 10/5 （MIL-O-13830Aに対して）
平 行 度 ： 20アーク秒以上
垂 直 度 ： 5アーク分
角 度 公 差 ： ＜±0.5°
A R コーティング ： R<0.2%＠1064nm,HRコーティング：R＞99.8％＠1064nm,T>95%@808nm
品 質 保 証 期 間 ： 適正な使用で1年間
