Nd:YVO4

掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)
掺钕钒酸钇（Nd:YVO4）晶体是一种性能优良的激光晶体，适于制造激光二极管泵浦特别是中低功率的激光器。与Nd:YAG相比Nd:YVO4对泵浦光有较高的吸收系数和更大的受激发射截面。现在Nd:YVO4激光器已在机械、材料加工、波谱学、晶片检验、显示器、医学检测、激光印刷、数据存储等多个领域得到广泛的应用。

Nd:YVO4 晶体的基本属性

原子密度	1.26x1020 atoms/cm3 (Nd1.0%)
晶体结构	四方, 空间群D4h-I4/amd a=b=7.1193A,c=6.2892A
密度	4.22g/cm3
莫氏（Mohs）硬度	4-5(近似玻璃)
热膨胀系数(300K)	αa=4.43x10-6/K αc=11.37x10-6/K
热传导系数(300K)	//C:0.0523W/cm/K ⊥C:0.0510W/cm/K

Nd:YVO4 晶体的特性
晶体特性

发射波长	1064nm,1342nm
热光系数(300K)	dno/dT=8.5×10-6/K dne/dT=2.9×10-6/K
受激辐射截面	25×10-19cm2 @ 1064nm
荧光寿命	90μs(1%)
吸收系数	31.4cm-1 @810nm
内在损失	0.02cm-1 @1064nm
增益带宽	0.96nm@1064nm
极化激光辐射	π偏振；平行于光轴（C轴）
二极管泵浦光—光效率	>60%

Nd:YVO₄晶体的Sellmeier方程式如下：
n₀²=3.77834+0.069736/(λ²-0.04724)-0.010813λ²
n_e²=4.59905+0.110534/(λ²-0.04813)-0.012676λ²

Nd:YVO4激光特性
1.与Nd:YAG相比，Nd:YVO₄最大的优势在于更宽的吸收带宽范围内，具有比Nd:YAG高5倍的吸收效率，而且在808nm左右达到峰值吸收波长，完全能够达到当前高功率激光二极管的标准。这使得我们可以利用更小的晶体来制造体积越来越小的激光器。同时还意味着激光二极管可以用较小的功率输出特定的能量，从而延长了其使用寿命。Nd:YVO₄的吸收带宽可达Nd:YAG的2.4-6.3倍，这一特性同样具有巨大的开发价值。除了较高的泵浦效率外，在二极管的规格上提供了更大的选择空间，这将为激光器生产商节省更多的制造成本。

2.Nd:YVO₄ 在1064nm和1342nm处具有较大的受激发射截面。在a轴方向Nd:YVO₄1064nm波的受激发射截面约为Nd:YAG的4倍，而1342nm的受激发射截面可达Nd:YAG在1.3um处的18倍，故Nd:YVO₄1342nm波的连续输出效率要大大超过Nd:YAG，这使得Nd:YVO₄激光的两个波长都可以更容易保持一个较强的单线激发。

3.Nd:YVO₄的另一重要特点是它属单轴晶系，仅发射线性偏振光，因此可以避免在倍频转换时产生双折射干扰，而Nd:YAG是高匀称性的正方晶体，无此特性。虽然Nd:YVO₄ 的荧光寿命比Nd:YAG短2.7倍左右，但是因为Nd:YVO₄具有较高的泵浦量子效率，所以在设计理想的光腔中仍然可获得相当高的斜率效率。

下表比较了Nd:YVO₄与Nd:YAG光的主要特性，包括受激发射截面(σ), 吸收系数(α) 荧光寿命(τ), 吸收长度(La), 阈值功率(Pth)以及泵浦量子效率(η)等。

Nd:YVO4 晶体的品质保证规范

波前畸变:	<λ/4 @ 633nm
尺寸公差:	:(W±0.1mm)x(H±0.1mm)x(L+0.2mm/-0.1)
通光孔径:	>90% central area
平面度:	λ/8 @ 633 nm, λ/4 @ 633nm（厚度小于2mm）
光洁度:	10/5 美国军标
平行度:	优于20 arc seconds
垂直度:	5 arc minutes
角度公差:	<±0.5°
增透膜:	1064nm，R<0.2%, HR镀膜:1064nm R>99.8%,808nm T>95%