Definition: Nd:YAGレーザーは、ネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネットのために使用される短い形式です。
Ndイオンは希土類金属で、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（YAG – Y3Al5O12）のような固体ホスト結晶にドープされてNd：YAGレーザを形成します。 ドーピングにより、イットリウムイオンはNd3+イオンに置き換わります。 また、ドーピング濃度は約0.725重量％です。
その動作原理は、光ポンピングがデバイスに提供されるとき、そのようなものです。
このレーザーは、一般的に1.064μm近い波長の光を発します。
Nd:YAGレーザの構造
Nd:YAGレーザは基本的に活性媒体、励起光源、光共振器の3つの領域に分類されますが、
下図は、YDレーザの構造の一例です。 これは、レーザー媒質としても知られており、構造すなわちNd:YAG結晶の中央部である。 基本的に外部エネルギー源が提供されているときに、低エネルギー状態から高エネルギー状態に電子が移動し、それによって行われるように発振作用を引き起こす
外部エネルギー源。 エネルギー準位の違いにより、電子はある状態から別の状態への遷移を実行するために、外部から何らかのポンピングを必要とします。
基本的に、光ポンピングのソースとして、キセノンまたはクリプトンフラッシュ管がそのケースで取られます。
Nd：YAGロッドとフラッシュチューブは、最大生成光がロッドに到達できるように楕円形のキャビティ内に配置されます。 Nd:YAGロッドの両端は銀でコーティングされています。 しかし、一方の端は、最大の光反射を達成するために、銀で完全にコーティングされています。
一方、他方の端は、外部ソースから活性媒体に到達する光線のための経路を提供するために部分的にコーティングされています。
Nd:YAGレーザーの動作
それは4レベルシステムである、すなわち、それは4つのエネルギーレベルを含んでいます。 下図はNd:YAGレーザーの4状態エネルギー準位図です。
ここで、E1は最低エネルギー状態、E4は最高エネルギー準位です。 しかし、最初はE1の電子はE4に比べて非常に高いです。
そこで、外部エネルギーがレーザーの活性媒体に供給されると、E1の電子はE4に比べて非常に高いです。 その後、エネルギー状態E1に存在する電子は、エネルギーを獲得し、エネルギー状態E4に移動します。 しかし、E4は不安定な状態であり、短い寿命を示します。
したがって、外部励起の適用によってこの状態に励起された電子は、この状態であまり長い時間滞在せず、非常に速く低いエネルギー状態E3に来るが、光子を放射することがない。
エネルギー状態E3は準安定状態であり、より長い寿命を示しています。 そのため、この特定の状態にある電子は、より長い期間持続する。 このため、より多くの電子が準安定状態E3に存在することになる。
しかし、準安定状態の電子の寿命が尽きると、これらの電子は光子を放出して、より低いエネルギー状態E2.
E2もE4同様に短い寿命を示すようになるのです。 このように、E2状態に存在する電子は、光子という形でエネルギーを放射することなく、E1にやってきます。
このように、電子は光子1個のエネルギーを得ることによって、光子2個分のエネルギーを放出するわけです。 また、システムが光共振器を装備しているので、励起エネルギーが活性媒体内で反射されるように、より多くの光子が生成されます。
このように、刺激にいくつかの電子が光子を生成し、それによって1.064μmのコヒーレントなレーザービームを発生させます。 このタイプのレーザーはまた、外科的目的のために医療分野でのアプリケーションを見つけます。 これらはまた、鋼の溶接と切断で、通信システムでも使用されています