稀土摻雜的YAG透明陶瓷制備及其光學(xué)性能研究.pdf

1、目前YAG透明陶瓷被人們視為替代YAG單晶的新一代固體激光材料，受到了極大重視，如何制備低光學(xué)損耗、高透光率的YAG透明陶瓷更是國內(nèi)外學(xué)者的研究重點。本文采用固相反應(yīng)法來制備具有高透過率的稀土摻雜釔鋁石榴石(RE：YAG)陶瓷，系統(tǒng)地研究原料配比、燒結(jié)溫度和燒結(jié)助劑對Nd：YAG透明陶瓷的光學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響，優(yōu)化高透過率Nd：YAG透明陶瓷的制備工藝。同時對比研究了摻雜濃度對Nd：YAG透明陶瓷導(dǎo)熱性能的影響。并且采用兩種摻雜方式

2、，通過固相反應(yīng)法研究1at％的Er：YAG陶瓷制備：一是直接使用氧化物粉體球磨摻雜制備Er：YAG；第二種方式是首先采用均相沉淀法合成的摻雜氧化釔粉體再制備Er：YAG，另外測試了不同摻雜比例的(Er/Yb/Tm)：Y2O3納米粉體的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。所得實驗結(jié)果如下：
　　1.采用固相反應(yīng)法，通過真空燒結(jié)成功制備出1at%Nd：YAG透明陶瓷。陶瓷的透光率在1064nm處能達(dá)到81.6%，在400nm處為75%。
　　2.不

3、同化學(xué)計量比的Nd：YAG透明陶瓷制備研究結(jié)果表明，原料配比中氧化鋁的含量偏離-0.1%的樣品擁有最高的透過率和相對密度，在1064nm和400nm時樣品的透過率分別為81.6%和75%。
　　3.制備了1-5at%摻雜的Nd：YAG透明陶瓷，隨著摻雜濃度的提高，陶瓷的熱擴散系數(shù)也隨之提升，最高的樣品摻雜濃度為5at%時，其熱擴散系數(shù)為3.694mm2/s。
　　4.1750℃為最佳的Nd：YAG透明陶瓷燒結(jié)溫度，過高或過低

4、都會對陶瓷的透過率產(chǎn)生不利影響。
　　5.以0.45at%-0.9at%-0.2wt%的添加比例添加SiO2-B2O3-MgO作為燒結(jié)助劑可以燒結(jié)出透過率和致密度最佳的YAG透明陶瓷。透明陶瓷在1064nm處透過率達(dá)到80%，在400nm處達(dá)到71.9%。SiO2和MgO添加過多時，陶瓷的晶界處存在雜質(zhì)元素富集現(xiàn)象，降低了陶瓷的透過率。
　　6.采用固相反應(yīng)法制備了不同摻雜濃度（1-5at%）的Er：YAG透明陶瓷，結(jié)果顯示