Yb,Er-CaF2透明陶瓷的制備及性能研究.pdf

1、由于透明陶瓷與同組分的單晶材料相比具有制備低成本、摻雜含量高、大尺寸制備等特點，而成為固態(tài)激光介質(zhì)材料發(fā)展的一個重要方向。目前制備得到的激光透明陶瓷材料主要是立方晶系的氧化物和氟化物。近幾年來，氟化物中氟化鈣由于具有透過范圍寬、折射率低、聲子能量低等優(yōu)點而受到廣泛的重視。稀土離子Er3+具有豐富的能級結(jié)構(gòu)，特別適合激光泵浦，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的上轉(zhuǎn)換材料。Yb3+在980 nm左右具有比較寬的吸收帶，被認(rèn)為是Er摻雜上轉(zhuǎn)換材料的一個

2、完美的敏化劑。在本論文中采用沉淀法合成稀土元素?fù)诫s的CaF2納米粉體，然后以所合成的納米粉末為原料，采用真空熱壓燒結(jié)技術(shù)制備CaF2透明陶瓷。
　　 采用直接沉淀法合成鉺摻雜CaF2納米粉體，然后通過真空熱壓燒結(jié)制備了Er∶CaF2透明陶瓷。通過場發(fā)射掃描電鏡對摻雜不同Er含量的氟化鈣納米粉體的形貌進(jìn)行了觀察。結(jié)果表明合成的納米粉體粒徑小于50 nm，且隨著Er含量的增加，納米粉體的粒徑逐漸變小，分散性也變好。研究不同的燒結(jié)溫度

3、、稀土元素?fù)诫s含量對陶瓷透過率的影響。結(jié)果表明，在800℃燒結(jié)溫度下5％ Er∶CaF2透明陶瓷的透明性能最好;在不同溫度下，結(jié)果表明，在800℃條件下燒結(jié)得到的Er∶CaF2陶瓷的透明性能最好。在978 nm LD泵浦下，Er∶CaF2透明陶瓷實現(xiàn)了綠色(530-550 nm)和紅色(650-660 nm)兩種上轉(zhuǎn)換發(fā)光，與之對應(yīng)的Er3+輻射躍遷分別屬于2H11/2，4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2，相對綠光而言紅

4、光發(fā)射強度較強。
　　 采用直接沉淀法合成鐿、鉺雙摻雜CaF2納米粉體，然后通過真空熱壓燒結(jié)制備了Yb，Er∶CaF2透明陶瓷。使用X射線衍射、場發(fā)射電子掃描、電子探針等手段對透明陶瓷樣品進(jìn)行了表征，并研究了透過率、上轉(zhuǎn)換發(fā)光、近紅外發(fā)光等光譜性能。結(jié)果表明:燒結(jié)得到的透明陶瓷依然為氟化鈣立方結(jié)構(gòu);在550nm和1200nm處的透過率分別達(dá)到了70.47％和83.03％，具有較高的透過率;在陶瓷體中，出現(xiàn)了一定含量的氧化物;隨著