YAG晶体性能测试+文献综述(3)
晶体结构 立方，Ia3d空间群 比热 88.8cal/(mole•K)
硬度（莫氏） 8~8.5 热扩散 0.050cm2/s
熔点 1970℃ 导热系数 6.9×10-6/℃
折射率（n） 1.83 晶格常数（Å） 12.000Å
ðn／ðT 7.3×10-6/℃ 光吸收 0.2%/cm
透光波段 0.28~5.5um 色泽 无色
无掺杂的钇铝石榴石是一种能用于紫外线和红外线光学设备的新型基片和窗口材料，在0.25～5μm区域无吸收现象。 纯YAG晶体属立方晶系，光学上各向同性，机械、化学性质稳定，具有良好的热稳定性 [5]。
1.2.2各种掺杂的YAG闪烁晶体
（1）Yd:YAG闪烁晶体
上世纪90年代以来，随着InGaAS大功率激光二极管的不断发展，Yb:YAG晶体具备适合LD泵浦的优点重新被人们认识。目前，LD泵浦的Yb:YAG激光器已达数千瓦级功率输出。对LD泵浦的高功率Yb:YAG固体激光器的研究已成为当前热点，并将其视为发展高效、高功率固体激光器的一个主要方向。
掺镱YAG晶体具有一系列优点:量子效率高(91%);晶体能级结构简单，无激发态吸收和上转换;且无荧光浓度碎灭，掺杂浓度高(可达30at.%以上)；有较长的荧光寿命(0.91ms)；吸收带较宽(18nm，比Nd:YAG吸收带宽(<4nm)宽得多)，能与工nGaAS二极管的发射波长有效祸合；在相同的输入功率下，Yb:YAG泵浦生热仅为Nd:YAG的1/4;而且，YAG基质的综合物化特性最为优良。
表2 Yd：YAG闪烁晶体的基本性能
分子式 Y3-xYb3Al5O12
密度 4.56g/cm3
Yb离子浓度 0~100at.%
晶体结构 立方晶系
晶胞参数 1.201nm
熔点 1970℃
莫氏硬度 8.5
折射率 1.82
热膨胀系数 7.8×10-6，<111>,0~250℃
热导率 14w/m/K@20℃
（2）Nd:YAG闪烁晶体
Nd:YAG单晶是最重要的激光晶体，广泛应用于工业、医疗和科学领域。主要优点是：低出光阈值、高增益，高效率，低1064 nm损耗；同时还有高光学质量、热传导性好、抗热冲击和机械强度高特性，使得Nd:YAG成为了连续，脉冲和锁模激光的最合适和商品化的激光晶体。Nd:YAG晶体也广泛用于各种固体激光器系统：倍频连续波、高能量Q开关，倒空腔等等。
表3 Nd：YAG闪烁晶体的基本性能
化学式 Nd：Y3Al5O12
晶体结构 立方晶系
晶格常数 12.01Å
掺杂度 -1.2×1020cm-3
熔点 1970℃
密度 4.56g/cm3
莫氏硬度 8.5
折射率 1.82
热膨胀系数 7.8×10-6，<111>,0~250℃
热导率 14w/m/K@20℃，
10.5w/m/K@100℃
表4 Nd：YAG与Yd：YAG的相关光谱数据对比
参数（单位） Nd：YAG Yd：YAG
泵浦波长（nm） 808 941
泵浦跃迁截面（E-20cm2） 6.7 0.7
泵浦跃迁线宽（nm） <4 18
泵浦跃迁饱和光强（kw/cm2） 12 28
最小泵浦光强（kw/cm2） ~0 2.8
激光跃迁波长（nm） 1064 1030