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釔鋁石榴石

釔鋁石榴石(英語:yttrium aluminium garnet),簡稱YAG,分子式Y3Al5O12,為人工合成的透明石榴石。是钇铝复合材料的三相之一(其他两相为钇铝单斜晶体(YAM,Y4Al2O9)和钇铝钙钛矿(YAP,YAlO3))。相較於其他人工合成寶石,顏色較灰暗,但硬度較高,可用來切割。[2]

钇铝石榴石
釔鋁石榴石
基本資料
類別合成宝石
化学式Y3Al5O12
性質
顏色通常无色,也有可能是粉色、红色、橘红色、黄色、绿色、蓝色或紫色
晶系立方晶系
解理
断口贝壳状至参差状
莫氏硬度8.5
光澤玻璃光泽至半金属光泽
比重4.5 - 4.6
光學性質单折射
折射率1.833 (+/- .010)
色散率.028
參考文獻美国宝石学学会英语Gemological Institute of America [1]

纯的钇铝石榴石不能用于激光媒质。但如果掺杂适当的稀土元素离子,YAG可以被用作各种固体激光器的主要材料,如离子和离子(掺钕钇铝石榴石雷射掺铒钇铝石榴石雷射英语Er:YAG laser)等,廣泛用於醫療、牙科、軍事、加工和科學研究等領域。若掺杂,形成的铈杂YAG可用於阴极射线管LED磷光体闪烁体探测器等。掺杂的YAG粉末則可用作照明設備和顯示器的磷光體。

各种含杂钇铝石榴石的简介

Nd:YAG

 
直径为0.5cm的Nd:YAG激光棒

掺钕钇铝石榴石雷射(Nd:YAG)相关技术于20世纪60年代逐步臻于成熟,1964年,首个Nd:YAG激光器出现。如今,Nd:YAG是应用最广泛的激光器激活激光媒质英语Active laser medium,从低功率连续激光器到Q开关(巨脉冲发生器),无所不包。[3]相较于掺钕原钒酸盐钇英语neodymium doped yttrium orthovanadate(Nd:YVO4)晶体,Nd:YAG晶体有高热导率、荧光时长长(约为Nd:YVO4的两倍)等优点,但效率和稳定性比较差,需要精确的温度控制。最优良的激光用Nd:YAG吸收带为807.5nm±1nm。[4]

大多数Nd:YAG激光器产生波长为1064nm左右的红外光。该频段的波长为视力损害极大,但这种光并不会触发角膜反射,且不可见,因此比较危险。Nd:YAG可以与二次或三次谐波发生晶体(参见二次谐波英语Second-harmonic generation)搭配使用,分别可以生成波长为532nm的绿色光和波长为355nm的紫外光

通常掺杂的钕的浓度为0.5-1.4摩尔百分比,一般浓度高的用于产生脉冲光,浓度低的用于产生连续激光。Nd:YAG略带桃紫色,掺杂的钕含量越高,颜色越明显。但由于Nd:YAG的吸收光谱比较狭窄,照明光源的颜色会影响Nd:YAG的具体呈色。

Nd:Cr:YAG

掺钕和铬的钇铝石榴石(Nd:Cr:YAG或Nd/Cr:YAG)的光谱吸收特征比Nd:YAG更加优异。这是由于能量首先被吸收光谱更广泛的Cr3+吸收,再通过偶记相互作用传递给Nd3+[5]Nd:Cr:YAG可以制造太阳光泵浦激光器英语Solar-pumped laser,很有可能会被用于将来的太空太阳能系统上。[6]

Er:YAG

掺鉺的钇铝石榴石(Er:YAG)是发出2940nm波长光的良好激光媒质。

Yb:YAG

Nd:Ce:YAG

Ho:Cr:Tm:YAG

Tm:YAG

Cr4+:YAG

Dy:YAG

摻鏑釔鋁柘榴石(Dy:YAG)是對溫度相當敏感的磷光體,被用於溫度量測方面的用途。這種磷光體遭到雷射脈衝激發時,會隨不同溫度發出不同螢光。摻鏑釔鋁柘榴石的溫度感測範圍大概是300-1700K。[7]這種磷光體可以直接量測物體表面的溫度或接在光纖末端進行量測。除此之外,摻鏑釔鋁柘榴石還被研究用來當作磷光轉換白光發光二極體(pc-WLED)中的單相白光發光磷光體。[8]

Sm:YAG

摻釤釔鋁柘榴石(Sm:YAG)是對溫度相當敏感的磷光體,性質與用途類似摻鏑釔鋁柘榴石(Dy:YAG)。

Tb:YAG

摻鋱釔鋁柘榴石(Tb:YAG)是一種磷光體,常用於陰極射線管中。它會發出波長544nm的黃綠色光。

Ce:YAG

參見

  • 釔鐵石榴石
  • 釓鎵石榴石英语Gadolinium gallium garnet
  • 铽镓石榴石英语Terbium gallium garnet
  • 鎦鋁石榴石英语Lutetium aluminium garnet
  • 微下拉晶體成長法
  • 摻釹釔鋁石榴石雷射
  • 摻鉺釔鋁石榴石雷射英语Er:YAG laser,坊間皮膚科、牙科俗稱"鉺雅各雷射"

参考资料

  1. ^ 美国宝石学学会英语Gemological Institute of America, GIA Gem Reference Guide 1995, ISBN 0-87311-019-6
  2. ^ 化學 第二版 下冊 作者:曾國輝
  3. ^ V. Lupei, , A. Lupei "Nd:YAG at its 50th anniversary: Still to learn" Journal of Luminescence 2015, doi:10.1016/j.jlumin.2015.04.018
  4. ^ ND:YAG晶体(掺钕钇铝石榴石). Red Optronics. [2017-09-07]. (原始内容于2017-07-04) (英语). 
  5. ^ Z. J. Kiss and R. J. Pressley. Crystalline solid lasers. Proceedings of the IEEE. 1996, 54 (10): 1236 [2017-09-07]. doi:10.1109/PROC.1966.5112. (原始内容于2019-07-01) (英语). 
  6. ^ Saiki, T; Imasaki, K; Motokoshi, S; Yamanaka, C; Fujita, H; Nakatsuka, M; Izawa, Y. Disk-type Nd/Cr:YAG ceramic lasers pumped by arc-metal-halide-lamp. Optics Communications. 2006, 268 (1): 155. Bibcode:2006OptCo.268..155S. doi:10.1016/j.optcom.2006.07.002 (英语). 
  7. ^ Goss, L.P.; Smith, A.A.; Post, M.E. Surface thermometry by laser-induced fluorescence. Review of Scientific Instruments. 1989, 60 (12): 3702–3706. Bibcode:1989RScI...60.3702G. doi:10.1063/1.1140478. 
  8. ^ Carreira, J. F. C. YAG:Dy – Based single white light emitting phosphor produced by solution combustion synthesis. Journal of Luminescence. 2017, 183: 251–258. Bibcode:2017JLum..183..251C. doi:10.1016/j.jlumin.2016.11.017. 

釔鋁石榴石, 英語, yttrium, aluminium, garnet, 簡稱yag, 分子式y3al5o12, 為人工合成的透明石榴石, 是钇铝复合材料的三相之一, 其他两相为钇铝单斜晶体, y4al2o9, 和钇铝钙钛矿, yalo3, 相較於其他人工合成寶石, 顏色較灰暗, 但硬度較高, 可用來切割, 钇铝石榴石基本資料類別合成宝石化学式y3al5o12性質顏色通常无色, 也有可能是粉色, 红色, 橘红色, 黄色, 绿色, 蓝色或紫色晶系立方晶系解理无断口贝壳状至参差状莫氏硬度8, 5光澤玻璃光泽至半金属. 釔鋁石榴石 英語 yttrium aluminium garnet 簡稱YAG 分子式Y3Al5O12 為人工合成的透明石榴石 是钇铝复合材料的三相之一 其他两相为钇铝单斜晶体 YAM Y4Al2O9 和钇铝钙钛矿 YAP YAlO3 相較於其他人工合成寶石 顏色較灰暗 但硬度較高 可用來切割 2 钇铝石榴石釔鋁石榴石基本資料類別合成宝石化学式Y3Al5O12性質顏色通常无色 也有可能是粉色 红色 橘红色 黄色 绿色 蓝色或紫色晶系立方晶系解理无断口贝壳状至参差状莫氏硬度8 5光澤玻璃光泽至半金属光泽比重4 5 4 6光學性質单折射折射率1 833 010 色散率 028參考文獻美国宝石学学会 英语 Gemological Institute of America 1 纯的钇铝石榴石不能用于激光媒质 但如果掺杂适当的稀土元素离子 YAG可以被用作各种固体激光器的主要材料 如钕离子和铒离子 掺钕钇铝石榴石雷射 掺铒钇铝石榴石雷射 英语 Er YAG laser 等 廣泛用於醫療 牙科 軍事 加工和科學研究等領域 若掺杂铈 形成的铈杂YAG可用於阴极射线管和LED的磷光体 闪烁体探测器等 掺杂釤和鋱的YAG粉末則可用作照明設備和顯示器的磷光體 目录 1 各种含杂钇铝石榴石的简介 1 1 Nd YAG 1 2 Nd Cr YAG 1 3 Er YAG 1 4 Yb YAG 1 5 Nd Ce YAG 1 6 Ho Cr Tm YAG 1 7 Tm YAG 1 8 Cr4 YAG 1 9 Dy YAG 1 10 Sm YAG 1 11 Tb YAG 1 12 Ce YAG 2 參見 3 参考资料各种含杂钇铝石榴石的简介 编辑Nd YAG 编辑 直径为0 5cm的Nd YAG激光棒 主条目 掺钕钇铝石榴石雷射 掺钕钇铝石榴石雷射 Nd YAG 相关技术于20世纪60年代逐步臻于成熟 1964年 首个Nd YAG激光器出现 如今 Nd YAG是应用最广泛的激光器用激活激光媒质 英语 Active laser medium 从低功率连续激光器到Q开关 巨脉冲发生器 无所不包 3 相较于掺钕原钒酸盐钇 英语 neodymium doped yttrium orthovanadate Nd YVO4 晶体 Nd YAG晶体有高热导率 荧光时长长 约为Nd YVO4的两倍 等优点 但效率和稳定性比较差 需要精确的温度控制 最优良的激光用Nd YAG吸收带为807 5nm 1nm 4 大多数Nd YAG激光器产生波长为1064nm左右的红外光 该频段的波长为视力损害极大 但这种光并不会触发角膜反射 且不可见 因此比较危险 Nd YAG可以与二次或三次谐波发生晶体 参见二次谐波 英语 Second harmonic generation 搭配使用 分别可以生成波长为532nm的绿色光和波长为355nm的紫外光 通常掺杂的钕的浓度为0 5 1 4摩尔百分比 一般浓度高的用于产生脉冲光 浓度低的用于产生连续激光 Nd YAG略带桃紫色 掺杂的钕含量越高 颜色越明显 但由于Nd YAG的吸收光谱比较狭窄 照明光源的颜色会影响Nd YAG的具体呈色 Nd Cr YAG 编辑 掺钕和铬的钇铝石榴石 Nd Cr YAG或Nd Cr YAG 的光谱吸收特征比Nd YAG更加优异 这是由于能量首先被吸收光谱更广泛的Cr3 吸收 再通过偶记相互作用传递给Nd3 5 Nd Cr YAG可以制造太阳光泵浦激光器 英语 Solar pumped laser 很有可能会被用于将来的太空太阳能系统上 6 Er YAG 编辑 掺鉺的钇铝石榴石 Er YAG 是发出2940nm波长光的良好激光媒质 Yb YAG 编辑 Nd Ce YAG 编辑 Ho Cr Tm YAG 编辑 Tm YAG 编辑 Cr4 YAG 编辑 Dy YAG 编辑 摻鏑釔鋁柘榴石 Dy YAG 是對溫度相當敏感的磷光體 被用於溫度量測方面的用途 這種磷光體遭到雷射脈衝激發時 會隨不同溫度發出不同螢光 摻鏑釔鋁柘榴石的溫度感測範圍大概是300 1700K 7 這種磷光體可以直接量測物體表面的溫度或接在光纖末端進行量測 除此之外 摻鏑釔鋁柘榴石還被研究用來當作磷光轉換白光發光二極體 pc WLED 中的單相白光發光磷光體 8 Sm YAG 编辑 摻釤釔鋁柘榴石 Sm YAG 是對溫度相當敏感的磷光體 性質與用途類似摻鏑釔鋁柘榴石 Dy YAG Tb YAG 编辑 摻鋱釔鋁柘榴石 Tb YAG 是一種磷光體 常用於陰極射線管中 它會發出波長544nm的黃綠色光 Ce YAG 编辑參見 编辑釔鐵石榴石 釓鎵石榴石 英语 Gadolinium gallium garnet 铽镓石榴石 英语 Terbium gallium garnet 鎦鋁石榴石 英语 Lutetium aluminium garnet 微下拉晶體成長法 摻釹釔鋁石榴石雷射 摻鉺釔鋁石榴石雷射 英语 Er YAG laser 坊間皮膚科 牙科俗稱 鉺雅各雷射 参考资料 编辑 美国宝石学学会 英语 Gemological Institute of America GIA Gem Reference Guide 1995 ISBN 0 87311 019 6 化學 第二版 下冊 作者 曾國輝 V Lupei A Lupei Nd YAG at its 50th anniversary Still to learn Journal of Luminescence 2015 doi 10 1016 j jlumin 2015 04 018 ND YAG晶体 掺钕钇铝石榴石 Red Optronics 2017 09 07 原始内容存档于2017 07 04 英语 Z J Kiss and R J Pressley Crystalline solid lasers Proceedings of the IEEE 1996 54 10 1236 2017 09 07 doi 10 1109 PROC 1966 5112 原始内容存档于2019 07 01 英语 Saiki T Imasaki K Motokoshi S Yamanaka C Fujita H Nakatsuka M Izawa Y Disk type Nd Cr YAG ceramic lasers pumped by arc metal halide lamp Optics Communications 2006 268 1 155 Bibcode 2006OptCo 268 155S doi 10 1016 j optcom 2006 07 002 英语 Goss L P Smith A A Post M E Surface thermometry by laser induced fluorescence Review of Scientific Instruments 1989 60 12 3702 3706 Bibcode 1989RScI 60 3702G doi 10 1063 1 1140478 Carreira J F C YAG Dy Based single white light emitting phosphor produced by solution combustion synthesis Journal of Luminescence 2017 183 251 258 Bibcode 2017JLum 183 251C doi 10 1016 j jlumin 2016 11 017 取自 https zh wikipedia org w index php title 釔鋁石榴石 amp oldid 73297083, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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