激光Nd：YAG激光晶体的基本结构

Nd：YAG激光晶体属于固体激光器，是当前除C02激光器之外，应用人数最多的激光加工用激光器件。Nd：YAG激光晶体的介质是掺人钕离子(Nd3+)的钇铝石榴石(Y3Al5O12)，激活离子是钕离子。

普通灯泵Nd：YAG激光晶体的结构特点，主要是由工作物质(Nd:YAG晶体)、聚光腔、光学谐振腔、泵浦源(氙灯或氪灯)、电源系统和制冷系统等构成。对调Q输出Nd：YAG激光晶体，腔内还装有Q开关。

(1)工作物质。

固体激光工作物质是激光晶体的核心部件，一般Nd:YAG晶体制作成圆柱形的棒体，还有做成板条状或圆盘状。

(2)聚光腔。

聚光腔的作用是将泵浦光更匀称高效地汇聚到工作物质上，以获得更高的工作效率。聚光腔一般是由金属铜或铝做成，表面镀金或镀银，根据泵浦灯的数量可做成单椭圆腔、双椭圆腔或多椭圆腔。椭圆形聚光腔时常用以晶体尺寸较长的激光晶体。为了降低生产成本和结构紧凑，还有做成圆形腔和紧裹形腔。近些年甚至出现了陶瓷、聚四氟乙烯等材料制成的慢反射腔，主要表现为抗划伤和效率高。

　　(3)光学谐振腔。

光学谐振腔由一对平行装到晶体两侧的反射镜构成，其中一个为全反射镜，另外一个为部分反射镜，一般称为膜片。光学谐振腔的参数对激光晶体输出性能有重要影响。谐振腔的膜片由光学玻璃或熔石英镀多层介质膜做成。

(4)泵浦源。

Nd：YAG激光晶体的泵浦源主要有氙灯和氪灯，氙灯用以脉冲工作的激光器，氪灯用以连续工作的激光器。

(5)电源系统。

电源系统是为泵浦源提供电能，借助泵浦源将电能转换成光能，用以泵浦激光工作物质。

(6)制冷系统。

冷却系统的功能是控制激光晶体、泵浦灯、聚光腔温度过高，是Nd：YAG激光晶体的一个关键构成部分。尤其是对于高功率激光晶体系统，因为Nd：YAG激光晶体的效率较低，大量泵浦光能量转变成热能，造成晶体的热透镜效应等各种问题，通常会影响到激光晶体的正常运行。所以，热管理技术已经成为影响该类激光晶体性能的瓶颈技术。

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