Nd:YAG結晶（ネオジム添加イットリウムアルミニウムガーネット結晶とも呼ばれる）は、固体レーザーに使用される総合的に優れた特性を持つレーザー媒質結晶である。
Nd:YAG結晶中の原子はフラッシュランプによって励起され、結晶は特定の波長（1064 nm）で伝搬する増幅された光を生成する。Nd:YAGは、YAG結晶にNdイオンをドーピングすることによって得られる、定評のあるレーザー結晶の一つである。
Nd:YAGレーザー結晶は、730～760 nmと790～820 nmの吸収帯域幅を持ち、通常はフラッシュチューブまたはレーザーダイオードで励起されます。典型的なレーザー発光ピークは1064 nmです。946 nm、1120 nm、1320 nm、1440 nmの波長のレーザーも、異なる測定方法で発光させることができます。Qスイッチモードとロックモードは、異なる波長（532 nm、266 nm、213 nmなど）とパルス幅（10～25 ns）のレーザーを得るのに適しています。
Nd:YAG結晶は、周波数倍増連続波スイッチング、高エネルギーQスイッチングなど、様々な固体レーザーシステムに広く用いられています。一般的に、パルスレーザーには高濃度ドープ結晶が、連続波出力には低濃度ドープ結晶が用いられます。
Nd:YAG結晶は、生物物理学、医学、機械工学、科学研究、建築など、幅広い分野で応用されている。
レーザー結晶Nd:YAG
応用
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ホログラフィック
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レーザー治療
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レーザーマーカー
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レーダーと測距
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医療用途
- レーザー距離計
主な特長
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高利得係数
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高い傾斜効率/
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レーザーの閾値が低い/
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広い吸収帯域幅/
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優れた光学特性、機械的特性、および物理的特性/
製品仕様
| 材料仕様 | |
| ネオジム濃度許容誤差（atm） | 0.1- 2.5(+/-0.1)atm% |
| オリエンテーション | [001] or [110] or [111] <±0.5° |
| 並列構造 | 10〞 |
| 垂直 | 5ˊ |
| 表面品質 | 10-5 |
| 波面歪み | λ/4@632 nm |
| 表面平坦度 | λ/8@632 nm |
| クリアアパーチャ | 95%以上 |
| 面取り | <0.2×45° |
| 許容範囲の長さ | +0.5/-0mm |
| 厚さ/直径公差 | ±0.05 mm |
| 最大サイズ | 直径 (3~12.7)×(3~150) mm |
| 損傷閾値 | 750 MW/cm2@1064 nm 10 ns 10 Hz |
| 絶滅率 | 30 dB以上（実際のサイズによって異なります） |
| 精密研削 | 400番 |
| 物理的および化学的性質 | |
| 結晶構造 | キュービック – la3d |
| 格子定数 | 12.01 Å |
| 密度 | 4.56 g/cm3 |
| 融点 | 1950 °C |
| 熱伝導率（W·m⁻¹·K⁻¹、25℃） | 14 |
| 比熱（J・g⁻¹・K⁻¹） | 0.59 |
| 破壊応力 | 1.3～2.6×10³ kg/cm² |
| 熱膨張率／（10⁻⁶・K⁻¹ @ 25℃） | [100] 方位–8.2 [110] 方位–7.7 [111] 方位–7.8 |
| モース硬度 | 8.5 |
| ヤング率/GPA | 317 |
| せん断弾性率/GPa | 54.66 |
| 絶滅率 | 25 dB |
| ポアソン比 | 0.25 |
| 光学特性および分光特性 | |
| レーザー遷移 | 4F3/2 →4I11/2 |
| 光子エネルギー | 1.86×10-19 J |
| レーザー遷移波長、λl（nm） | 1064 |
| ポンプ遷移波長、λp（nm） | 808 |
| ポンプ遷移帯域幅、Δλp（nm） | <4 |
| レーザー遷移帯域幅、Δλl（nm） | ~0.6 |
| ポンプ遷移ピークセクション、σp（E-20 cm2） | 6.7 |
| レーザー遷移ピークの断面積、σl（E-20 cm2） | 28 |
| ポンプ遷移飽和強度φp（kW/cm2） | 12 |
| レーザー遷移飽和強度φl（kW/cm2） | 2.6 |
| レーザー遷移飽和フラックス Γl，sat（J / cm2） | 0.6 |
| 最小ポンプ出力 Lmin（kW / cm2） | ~0 |
| 上部レーザー管寿命、τ（ms） | 0.26 |
| 量子欠陥率 | 0.24 |
| 分数熱発生 | 0.37 |
| 屈折率 | 1.8197 @1.064 µm |
| 蛍光寿命 | 230 µs |
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