Nd³⁺:Lu₂O₃放电等离子烧结及光学性能

安丽琼^1,2，章健²，范润华¹，GOTO Takashi³，王士维²

1. 上海海事大学海洋科学与工程学院2. 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室3. 日本东北大学金属材料研究所

摘 要：Lu₂O₃是具有高热导率而成为极具潜力的高功率激光介质材料。实验以商用氧化物粉体为原料,Li F为烧结助剂,采用放电等离子烧结法制备了不同Nd³⁺掺杂浓度(C_Nd=0,1at%,3at%和5at%)Lu₂O₃透明陶瓷,并研究了Nd³⁺掺杂浓度对Lu₂O₃陶瓷的物相、烧结性能、微观结构及光学性能的影响。结果表明:在高Nd³⁺浓度（5at%）掺杂后烧结样品仍为纯Lu₂O₃相;Nd³⁺掺杂对Lu₂O₃陶瓷烧结性能及微观形貌的影响有限;所有样品最终均表现出高致密性（99.5%以上）和优异的透光性能,其中3at%Nd³⁺:Lu₂O₃的透过率最高,在1064和2000 nm处的透过率分别为82.7和83.2%。Nd³⁺:Lu₂O₃透明陶瓷的最强发射峰位于1076和1080 nm;且随着Nd³⁺掺杂浓度的增加,荧光强度降低,寿命变短,发生浓度淬灭。

关键词：放电等离子烧结;Nd³⁺:Lu₂O₃;Nd³⁺掺杂浓度;