Yttriumalumiinigranaatti

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Yttriumalumiinigranaatti
Nd:YAG lasermateriaalia (halkaisija 0,5 cm)
Nd:YAG lasermateriaalia (halkaisija 0,5 cm)
Luokka Synteettinen silikaattimineraali
Kemialliset ominaisuudet
Kemiallinen kaava Y3Al5O12
Fysikaaliset ominaisuudet
Väri Yleensä väritön, mutta voi olla myös pinkki, punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen tai purppurainen
Kidejärjestelmä Kuutiollinen
Lohkeavuus ei
Kovuus Mohsin asteikolla 8–8,5
Ominaispaino 4,5–4,6
Optiset ominaisuudet
Kiilto lasimaisesta subadamantialiseen
Taitekerroin 1,833 (±0,010)
Kahtaistaitto ei
Dispersio 0,028
Pleokroismi ei
Lähteet

[1]

Yttriumalumiinigranaatti (YAG, Y3Al5O12, kirjoitetaan joskus yttrium-alumiini-granaatti) on keinotekoinen silikaattimineraali, joka kuuluu granaattien ryhmään. Se sisältää harvinaista maametallia yttriumia, ja sitä käytetään lähinnä kiinteän olomuodon lasereiden optisena materiaalina. Pelkkä YAG, kuten myöskään muut granaatit tai safiiri, ei puhtaana toimi laseroivana väliaineena, vaan siihen pitää doupata sopivien muiden aineiden ioneja. Yleisimmät douppausaineet ovat lantanoidit neodyymi (Nd:YAG) ja erbium (Er:YAG). Ceriumilla doupattua Ce:YAG-materiaalia on käytetty myös fosforina kuvaputkissa ja valkoisissa valodiodeissa.

YAG-materiaaleja on myös käytetty koruteollisuudessa timanttien korvikkeena, mutta tämä on vähentynyt lähes olemattomiin zirkoniumdioksidista tehtyjen korukivien myötä.

Lasertekniikassa käytettyjä variantteja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nd:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Neodyymillä doupattu Nd:YAG on yleisin ja tärkein YAG-tyyppi käytännön sovellutuksissa.

Nd:Cr:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nd:Ce:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Er:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Erbiumilla doupattu YAG on myös paljolti käytetty. Sen aallonpituus on 2 940 nm.

Yb:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ytterbiumilla doupattu YAG on tärkeä 1μm-alueen laser, jonka pumppaamiseen käytetään yleensä 941 nm:n InGaAs-laserdiodia.[2][3]

Tm:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tuliumilla doupattu YAG toimii 2 010 nm aallonpituudella. Tm3+-ioni absorboi 785 nm fotoneja, mitä voidaan hyödyntää pumppaamalla Tm:YAG-kidettä tämän alueen laserdiodilla. Diodipumpatulla rakenteella saavutetaan jopa yli 100 W tehoja. Tm:YAG-lasereita käytetään lääketieteessä, meteorologiassa, sotilaallisissa sovelluksissa ja Lidar-keilauksessa.[4][5][3] Tuliumlasereiden aallonpituus tekee niistä erityisen soveltuvia kudosten leikkaamiseen lääketieteellisissä sovellutuksissa. Niitä käytetään varsinkin vettä sisältävien pehmytkudosten operoimiseen.[6][7]

Ho:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Holmiumia käyttävää Ho:YAG-laseria on käytetty pehmytkudosten leikkauksissa. Halvempi Tm:YAG on syrjäyttämässä sitä, mutta Ho:YAG on edelleen käytössä tietyissä kirurgisissa operaatioissa kuten eturauhasen hyperplasian hoidossa. Ho:YAG-lasereita käytetään edelleen, koska niiden aallonpituus 2 100 nm osuu tuliumlasereiden alueen ylärajalle, missä Tm:YAG ei tuota tarpeeksi tehoa.[6]

Ho:Cr:Tm:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Holmiumia, kromia ja tuliumia käyttävä YAG on tehokas laseroinnin väliaine, jolla on monia käyttökohteita meteorologiassa, sotilastekniikassa ja lääketieteessä. Sen aallonpituus on 2 080 nm.[3]

Cr:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pelkästään kromia (Cr4+-ioneja) käyttävä YAG.

Dy:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Dysprosiumilla doupattu YAG on aine jonka fluoresenssi muuttuu lämpötilan mukaan, ja jota voidaan tästä syystä käyttää lämpötilan mittaamiseen.

Sm:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Samariumilla doupattu YAG on samankaltainen kuin Dy:YAG.

Tb:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Terbiumilla doupattu YAG emittoi kelta-vihreää valoa 544 nm aallonpituudella. Käytetty kuvaputkissa.

Ce:YAG[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ceriumilla seostettu YAG-materiaalia käytettiin ensimmäisissä valkoisissa LEDeissä, mistä niiden kehittäjä Shūji Nakamura sai vuoden 2006 Millennium-teknologiapalkinnon ja 2014 Nobelin fysiikanpalkinnon.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Gemdat.org Viitattu 23.1.2018 (englanniksi)
  2. Laser Materials Yb:YAG (pdf) Scientificmaterials.com. Viitattu 7.4.2018. (englanniksi)
  3. a b c Koechner, Walter: Solid-state laser engineering, s. 49. Springer, 2006. ISBN 0-387-29094-X. Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)
  4. Thulium YAG Lasers Azooptics.com. Viitattu 23.1.2018. (englanniksi)
  5. Laser Materials Tm:YAG (pdf) Scientificmaterials.com. Viitattu 23.1.2018. (englanniksi)
  6. a b Duarte, Frank J.: Tunable laser applications, s. 214-215. CRC Press, 2008. ISBN 1-4200-6009-0. Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)
  7. Nouri, Keyvan: Lasers in Dermatology and Medicine, s. 567. Springer Science & Business Media, 2011. ISBN 9780857292810. Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)
Käännös suomeksi
Tämä artikkeli tai sen osa on käännetty tai siihen on haettu tietoja muunkielisen Wikipedian artikkelista.
Alkuperäinen artikkeli: en:Yttrium aluminium garnet
Tämä tieteeseen liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.