异质结结构相关计算-YAG&Nd LuAG异质结结构的界面分析和扩散行为

光学平面波导以固态为特色激光用a增益介质折射率相对高于包层的折射率。它们广泛应用于固体激光器的重复频率和功率。基于光的全反射原理，发射的光在长的传播距离上被限制在有源层内。

此外，平面波导(PWG)具有大的纵横比和用于直接有效散热的冷却面积，这仅涉及一维热流和热梯度。这些因素对确定双折射的方向以避免偏振起着决定性的作用。因此，优秀的光学特性高质量的激光制陶术代表了开发改进的激光增益介质的有前途的方法。

高质量YAG/Nd: YAG/YAG波导激光器氧化膜采用Bonner公司的液相外延技术制备，在1064 nm处获得了6.2 W的最大输出功率和31%的光-光转换效率。由于Nd: LuAG陶瓷的存在，YAG晶体与Nd: LuAG陶瓷在结合界面处发生混晶，形成固溶体硅离子源自陶瓷制造过程。

根据菲克定律研究了扩散过程。这扩散系数使用理论计算拟合Lu和Y。实际上，Nd: LuAG (9.67×10^-20厘米²)是Nd: YAG的1/3。同时，第二次掺杂物在LuAG结构中对导热性与YAG结构中的相比。已经报道了Nd: LuAG在高重复率和高功率固体激光器中的应用^[1]。

在大多数常规复合陶瓷制造中，界面周围的活性阳离子扩散不利于限制PWG结构的光路。使用晶体陶瓷的无粘合剂连接方法的发展异质结材料为制造具有高掺杂浓度和低散射损耗的光学均匀部件提供了合适的选择。

更重要的是，键合过程中的位错和界面处的残余孔隙在超高功率激光操作期间造成的损伤可以在之后被有效地消除热扩散结合。

[1]Z. Wan, T. Feng, B.X. Jiang, H.F. Lu, L. Zhang. Interface analysis and diffusion behavior of YAG/Nd:LuAG heterojunction structure[J]. Ceram. Int., 2021, (47): 32053-32059.

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