Том 25, номер 03, статья № 2

Аннотация:

Представлены результаты исследования процессов получения высокопрозрачной YAG-керамики и генерации излучения в ней. Изучаются возможности синтеза высокопрозрачной керамики из нанопорошков в стехиометрии граната (Nd³⁺:Y₃Al₅O₁₂) и смесевых нанопорошков (Nd³⁺:Y₂O₃, Al₂O₃). Приводятся сведения о фазовых превращениях в компактах из нанопорошков обоих сортов, полученные по результатам калориметрического и рентгеновского анализа. Показано, что более высокая прозрачность ( 83%) достигается в образцах, синтезированных из смесевых порошков. По данным оптической микроскопии центров экстинкции в керамике установлено, что меньшая прозрачность по сравнению с теоретической (83,8%) обусловлена рассеянием на порах, возникших вблизи крупных агломератов частиц. Сообщается о результате экспериментов по получению непрерывной генерации излучения на длине волны 1064 нм мощностью 3,8 Вт и дифференциальной эффективностью 19,1% в образце керамики с наибольшей прозрачностью.

Ключевые слова:

нанопорошок, лазерная керамика, светопропускание, генерация излучения

Список литературы:

1. With G., Van Dijk H.J.A. Translucent Y₃Al₅O₁₂ ceramics // Mat. Res. Bull. 1984. V. 19, N 12. P. 1669-1674.
2. Ikesue A., Kinoshita T., Kamata K., Yoshida K. Fabrication and optical properties of high-performance polycrystalline Nd:YAG ceramics for solid-state lasers // J. Amer. Ceram. Soc. 1995. V. 78, N 4. P. 1033-1040.
3. Ikesue A., Aung Y.L., Taira T., Kamimura T., Yoshida K., Messing. G.L. Progress In Ceramic Lasers // Annu. Rev. Mater. Res. 2006. V. 36, N 1. P. 397- 429.
4. Kochawattana S., Stevenson A., Lee S.-H., Ramirez M., Gopalan V., Dumm J., Castillo V.K., Quarles G.J., Messing G.L. Sintering and grain growth in SiO2 doped Nd:YAG // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. V. 28, N 7. P. 1527-1534.
5. Byer R.L. Progress in Engineering Ceramics for Advanced Solid-State Lasers // 3rd Laser Ceramics Symposium. Paris, France. October 8-10. 2007.
6. Lu J., Ueda K., Yagi H., Yanagitani T., Akiyama Y., Kaminskii A.A. Neodymium doped yttrium aluminum garnet (Y₃Al₅O₁₂) nanocrystalline ceramics - a new generation of solid state laser and optical materials // J. Alloys and Compounds. 2002. V. 341, N 1-2. P. 220-225.
7. Lu J., Yagi H., Takaichi K., Uematsu T., Bison J.-F., Feng Y., Shirakawa A., Ueda K.-I., Yanagitani T., Kaminskii A.A. 110 w Ceramic Nd³⁺: Y₃Al₅O₁₂ Laser // Appl. Phys. B. 2004. V. 79, N 1. P. 25-28.
8. Chung B., Park J., Sim S. Synthesis of yttrium aluminum garnet powder by a citrate gel method // J. Ceram. Proc. Res. 2003. V. 4, N 3. P. 145-150.
9. Chen D., Jordan E.H., Gell M. Sol-Gel Combustion Synthesis of Nanocrystalline YAG Powder from Metal-Organic Precursors // J. Amer. Ceram. Soc. 2008. V. 91, N 8. P. 2759-2762.
10. Ge X., Sun Y., Liu C., Qi Wu. Influence of combustion reagent and microwave drying method on the characteristics of nano-sized Nd³⁺:YAG powders synthesized by the gel combustion method // J. Sol-Gel Sci. Technol. 2009. V. 52, N 2. P. 179-187.
11. Бакумов В.С., Беляков А.В., Лукин Е.С., Шаяхметов У.Ш. Оксидная керамика: спекание и ползучесть. М.: MOиН РФ, 2007. 583 с.
12. Осипов В.В., Хасанов О.Л., Шитов В.А., Двилис Э.С., Иванов М.Г., Орлов А.Н., Платонов В.В., Вьюхина И.В., Качаев А.А., Соколов В.М. Оптическая Nd³⁺Y₂O₃ керамика из нанопорошков, спрессованных статическим давлением с ультразвуковым воздействием // Рос. нанотехнол. 2008. Т. 3, № 7-8. С. 98-104.
13. Tachiwaki T., Yoshinaka M., Hirota K., Ikegami T., Yamaguchi O. Novel synthesis of Y₃Al₅O₁₂ (YAG) leading to transparent ceramics // Solid State Commun. 2001. V. 119, N 10-11. P. 603-606.
14. Ikesue A. Polycrystalline Nd:YAG ceramic lasers // Opt. Mater. 2002. V. 19, N 1. P. 183-187.
15. Yagi H., Takaichi K., Ueda K., Yanagitani T., Kaminskii A.A. Influence of annealing conditions on the optical properties of chromium-doped ceramic Y₃Al₅O₁₂ // Opt. Mater. 2006. V. 29, N 4. P. 392-396.
16. Lee S., Kochawattana S., Messing G.L., Dumm J.Q., Quarles G., Castillo V. Solid-State Reactive Sintering of Transparent Polycrystalline Nd:YAG Ceramics // J. Amer. Ceram. Soc. 2006. V. 89, N 6. P. 1945-1950.
17. Lee S., Kupp E.R., Stevenson A.J., Anderson J.M., Messing G.L., Li X., Dickey E.C., Dumm J.Q., Castillo V.K., Quarles G.J. Hot Isostatic Pressing of Transparent Nd:YAG Ceramics // J. Amer. Ceram. Soc. 2009. V. 92, N 7. P. 1456-1463.
18. Осипов В.В., Лисенков В.В., Платонов В.В. Лазерный синтез нанопорошков в стехиометрии иттрий-алюминиевого граната // Письма в ЖТФ. 2001. T. 37, вып. 11. C. 103-110.
19. Clarkson W.A., Hanna D.C. Two-mirror beam-shaping technique for high-power diode bars // Opt. Lett. 1996. V. 21, N 6. P. 375-377.