高光学质量Yb:YAG透明陶瓷的制备及激光参数研究
来源期刊：无机材料学报2020年第2期
论文作者：王晴晴 石云 冯亚刚 刘欣 陈昊鸿 谢腾飞 李江
文章页码：205 - 210
关键词：Yb:YAG陶瓷;反应烧结;光谱特性;激光性能参数;
摘 要：以高纯Y2O3,α-Al2O3,Yb2O3粉体作为原料,采用固相反应和真空烧结法（1750℃,30h）制备了高光学质量的Yb:YAG透明陶瓷。5.0at%Yb:YAG陶瓷中Yb3+的实测浓度为6.41×1020 cm-3,晶胞密度为4.65 g/cm3。本工作重点研究了Yb:YAG陶瓷的显微结构、光谱特性和激光性能参数。场发射扫描电镜（FESEM）结果表明,Yb:YAG陶瓷的结构均匀致密、晶界干净平直,平均晶粒尺寸为（19±3）μm。该陶瓷样品（厚度为4.0 mm）在400 nm处的直线透过率为82.5%,在1100 nm处的透过率为85.2%。泵浦波长940 nm处的泵浦饱和光强最小,激光波长1030 nm处的泵浦阈值功率最低,940 nm泵浦1030 nm激光的品质因子为1.02×10-22 cm·s。通过计算增益截面表明Yb:YAG陶瓷宽带可调谐,是理想的激光增益材料。
王晴晴1,2，石云1，冯亚刚1,3，刘欣1,3，陈昊鸿1，谢腾飞1，李江1,3
1. 中国科学院上海硅酸盐研究所透明光功能无机材料重点实验室2. 蚌埠学院理学院硅基新材料工程技术研究中心3. 中国科学院大学材料与光电研究中心
摘 要：以高纯Y2O3,α-Al2O3,Yb2O3粉体作为原料,采用固相反应和真空烧结法（1750℃,30h）制备了高光学质量的Yb:YAG透明陶瓷。5.0at%Yb:YAG陶瓷中Yb3+的实测浓度为6.41×1020 cm-3,晶胞密度为4.65 g/cm3。本工作重点研究了Yb:YAG陶瓷的显微结构、光谱特性和激光性能参数。场发射扫描电镜（FESEM）结果表明,Yb:YAG陶瓷的结构均匀致密、晶界干净平直,平均晶粒尺寸为（19±3）μm。该陶瓷样品（厚度为4.0 mm）在400 nm处的直线透过率为82.5%,在1100 nm处的透过率为85.2%。泵浦波长940 nm处的泵浦饱和光强最小,激光波长1030 nm处的泵浦阈值功率最低,940 nm泵浦1030 nm激光的品质因子为1.02×10-22 cm·s。通过计算增益截面表明Yb:YAG陶瓷宽带可调谐,是理想的激光增益材料。
关键词：Yb:YAG陶瓷;反应烧结;光谱特性;激光性能参数;
