人工晶体学报2024,Vol.53Issue(11) :1884-1891.

Yb∶Lu2O3透明陶瓷的制备及激光性能研究

Fabrication and Laser Performance of Yb∶Lu2O3 Transparent Ceramics

李晴 姜珍兴 王莹 马杰 王俊 刘鹏 章健 范金太 于浩海 张怀金 唐定远
人工晶体学报2024,Vol.53Issue(11) :1884-1891.

Yb∶Lu2O3透明陶瓷的制备及激光性能研究

Fabrication and Laser Performance of Yb∶Lu2O3 Transparent Ceramics

李晴 1姜珍兴 2王莹 2马杰 2王俊 2刘鹏 2章健 3范金太 4于浩海 5张怀金 5唐定远6
扫码查看

作者信息

  • 1. 山东大学,晶体材料国家重点实验室,济南 250100;江苏师范大学,江苏省先进激光材料与器件重点实验室,徐州 221116
  • 2. 江苏师范大学,江苏省先进激光材料与器件重点实验室,徐州 221116
  • 3. 中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 201899
  • 4. 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
  • 5. 山东大学,晶体材料国家重点实验室,济南 250100
  • 6. 深圳技术大学未来技术学院,深圳 518118
  • 折叠

摘要

稀土离子掺杂的倍半氧化物陶瓷材料具有高热导率、低声子能量、高激光损伤阈值等优势,在固体激光领域具有巨大的应用潜力.本文采用化学共沉淀法合成了高纯度、低团聚Yb∶Lu2O3陶瓷粉体,在氧气气氛下预烧后,结合热等静压(HIP)烧结制备了具有高致密度、高透过率的5%(原子数分数)Yb∶Lu2O3透明陶瓷.陶瓷的平均晶粒尺寸小于1 μm,在1 100 nm波长处的透过率超过81%.在974 nm波长处吸收截面为~0.97 × 10-20 cm2,在1.08 μm波长处的发射截面为~0.39×10-20 cm2.采用976 nm半导体激光器泵浦Yb∶Lu2O3陶瓷,室温条件下实现了 11.67 W的连续激光输出,对应的斜效率为55.3%,激光中心波长为1 080.1 nm.

Abstract

Rare-earth ions doped sesquioxide ceramics exhibit notable advantages,including high thermal conductivity,low phonon energy,and high laser damage threshold,thereby demonstrating significant potential for solid-state laser applications.Powders with high purity and low agglomeration were synthesized by chemical co-precipitation method,then 5%(atomic fraction)Yb∶Lu2O3 transparent ceramics with high density and high transparency were obtained through oxygen pre-sintering and hot isostatic pressing(HIP)sintering.The samples have an average grain size of less than 1 μm,and exhibit an in-line transmittance of above 81%at 1 100 nm.The absorption cross-section at 974 nm is~0.97×10-20 cm2,and the emission cross-section at 1.08 µm is~0.39×10-20 cm2.Using a 976 nm laser diode as the pump source,a continuous-wave(CW)laser output at 1 080.1 nm is achieved from the fabricated Yb∶Lu2O3 ceramics at room temperature,with a output power of 11.67 W and slope efficiency of 55.3%.

关键词

Yb∶Lu2O3/倍半氧化物/透明陶瓷/光谱分析/激光性能

Key words

Yb∶Lu2O3/sesquioxide/transparent ceramics/spectral analysis/laser performance

引用本文复制引用

出版年

2024
人工晶体学报
中材人工晶体研究院

人工晶体学报

CSTPCD北大核心
影响因子:0.554
ISSN:1000-985X
段落导航相关论文