Nd:YAG陶瓷的烧结性能研究

采用注浆成型和真空烧结制备了Nd:YAG激光透明陶瓷,研究了烧结温度和时间对致密化过程的影响。研究结果表明:在1050~1300℃之间坯体发生明显的收缩生成YAM和YAP相;在1300~1420℃,生成YAG相。随着烧结温度的增加,陶瓷中气孔含量减少,晶粒尺寸长大。在1700~1800℃烧结20h能够获得完全致密的Nd:YAG陶瓷样品。     

Nd:YAG陶瓷的烧结性能研究

采用注浆成型和真空烧结制备了Nd:YAG激光透明陶瓷,研究了烧结温度和时间对致密化过程的影响。研究结果表明：在1050～1300 ℃之间坯体发生明显的收缩生成YAM和YAP相;在1300～1420 ℃,生成YAG相。随着烧结温度的增加,陶瓷中气孔含量减少,晶粒尺寸长大。在1700～1800 ℃烧结20 h能够获得完全致密的Nd:YAG陶瓷样品。     

V2O5-Al2O3助烧剂对低温烧结Li-Zn微波铁氧体性能的影响

随着现代无线通信技术的进步,微波通信器件向小型化、一体化方向发展,其中低温共烧陶瓷/铁氧体技术是关键所在.针对适用于雷达移相器中的Li-Zn微波铁氧体,本文通过加入V₂O_5-Al₂O₃(VA)助烧剂实现低温烧结(低于950℃),并研究助烧剂添加量及烧结温度对于材料晶体结构、微观形貌以及磁性能(饱和磁感应强度、矫顽力、铁磁共振线宽等)的影响.VA助烧剂的参与可以在降低烧结温度的同时维持Li-Zn微波铁氧体的尖晶石晶体结构,并能促进晶粒的生长,Li-Zn铁氧体的平均晶粒尺寸由最初的0.92μm增至9.74μm.在Li-Zn铁氧体烧结过程中,VA助烧剂中的V₂O₅由于具有较低的熔点会先融化形成液相,促进晶粒的生长;同时具有较高熔点的A1₂O₃可以抑制晶粒的过大增长,使晶粒均匀化.未添加助烧剂与添加VA助烧剂(质量分数为0.18%)制备的铁氧体相比,样品的饱和磁感应强度(B_s)由144 mT增至28...     

端面抽运Nd∶YAG陶瓷1.83 μm激光

报道了基于Nd∶YAG透明陶瓷4F3/2-4I15/2跃迁实现1.83 m激光输出的研究。采用简单紧凑的平凹腔结构,结合对腔镜镀膜参数的设计,控制其他能级跃迁谱线对应波长激光的透射损耗来抑制较强能级跃迁对应的激光振荡。在入射抽运功率14.6 W的808 nm波长半导体激光端面抽运Nd∶YAG透明陶瓷,获得了0.65 W的1.83 m激光输出,斜率效率5.8%。可见Nd∶YAG透明陶瓷可望成为获得1.8 m波段激光直接输出的激光介质。     

端面抽运Nd∶YAG陶瓷1.83 μm激光

报道了基于Nd∶YAG透明陶瓷4F3/2-4I15/2跃迁实现1.83 m激光输出的研究。采用简单紧凑的平凹腔结构,结合对腔镜镀膜参数的设计,控制其他能级跃迁谱线对应波长激光的透射损耗来抑制较强能级跃迁对应的激光振荡。在入射抽运功率14.6 W的808 nm波长半导体激光端面抽运Nd∶YAG透明陶瓷,获得了0.65 W的1.83 m激光输出,斜率效率5.8%。可见Nd∶YAG透明陶瓷可望成为获得1.8 m波段激光直接输出的激光介质。     

透明Nd:YAG激光陶瓷的研究与应用进展

综述了近年来,特别是近两年来国内外透明Nd:YAG激光陶瓷的研究与应用情况,重点对我国的透明Nd:YAG激光陶瓷研究近况进行了分析,指出了透明Nd:YAG激光陶瓷是目前陶瓷研究的热点。提出了透明Nd:YAG激光陶瓷研究中尚存在的问题和我国在此领域中与国外研究的巨大差距。分析指出:我国研究透明Nd:YAG激光陶瓷的各个院所之间,应该强强联合,优势互补,对该领域的理论和制备工艺进行更为深入的研究。     

透明Nd:YAG激光陶瓷的研究与应用进展

综述了近年来,特别是近两年来国内外透明Nd:YAG激光陶瓷的研究与应用情况,重点对我国的透明Nd:YAG激光陶瓷研究近况进行了分析,指出了透明Nd:YAG激光陶瓷是目前陶瓷研究的热点。提出了透明Nd:YAG激光陶瓷研究中尚存在的问题和我国在此领域中与国外研究的巨大差距。分析指出：我国研究透明Nd:YAG激光陶瓷的各个院所之间,应该强强联合,优势互补,对该领域的理论和制备工艺进行更为深入的研究。     

Nd∶YAG激光透明陶瓷超细粉体的合成及其性能表征

以Al(NO3)3·9H2O和Y2O3为原料,按YAG化学计量比配成相应的硝酸盐混合液,并用一定量的Nd取代Y,加入尿素沉淀剂,利用无机体系均相沉淀法制备了YAG前驱体.对前驱体进行适当处理,并采用高温热解法在1200℃时制备出Nd∶YAG透明陶瓷超细粉体.通过对粉体样品进行XRD,TG-DTA,SEM和红外光谱分析表明,所合成的YAG超细粉为立方晶系石榴石结构,晶格常数a=12.01nm.粉体样品颗粒度小、粒径均匀、流动性好,粒径在150～200nm之间.     

Cr4+,Nd3+:YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质

以高纯α-Al2O3、Y2O3、Nd2O3和Cr2O3粉体为原料,CaO为电荷补偿剂,正硅酸乙酯(TEOS)为烧结助剂,采用固相反应法和真空烧结技术成功制备了高质量的Cr4 ,Nd3 :YAG透明陶瓷.研究了其在室温下的吸收光谱和发射光谱性质,O.1%Cr,1.0%Nd:YAG(Cr,Nd为摩尔分数,下同)透明陶瓷在808 nm处的吸收截面为4.27×10-20 cm2,1 064 nm处的发射截面和荧光寿命分别为1.52×10-20 cm2和206μs.由Cr4 ,Nd3 :YAG透明陶瓷的吸收和发射光谱计算出的吸收和发射截面,进一步估算了材料的激光性能参数,并对其激光性能进行理论预测.Cr,Nd:YAG透明陶瓷很可能是一种具有潜力的自调Q激光材料.     

太阳光泵浦Cr,Nd:YAG透明陶瓷的光谱特性和激光参数

太阳光泵浦激光器可将太阳光直接转化为激光,在空间太阳能发电站、深海等领域有着极大的应用前景,而Cr,Nd∶YAG是一种很有潜力的太阳光泵浦激光介质。本文以高纯Y_2O_3、α-Al_2O_3、Nd_2O_3、Cr_2O_3粉体作为原料,采用固相反应法结合真空烧结技术制备了高光学质量的0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG透明陶瓷,并研究了其光谱特性和激光参数。根据太阳辐照光谱和Cr,Nd∶YAG陶瓷的吸收和发射光谱,计算了不同条件下Cr,Nd∶YAG陶瓷激光器的泵浦率、阈值太阳聚光比、有效发射截面、饱和光强和阈值输入功率等激光参数。研究发现0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG陶瓷(厚度为1.0 mm)在370 nm和1 064 nm处的直线透过率分别为81.5%和84.0%,晶胞密度为4.57 g/cm~3,光学散射损耗为1.4%cm~(-1),吸收带内的太阳辐照度约是太阳常数的42%。上述研究结果表明Cr,Nd∶YAG陶瓷是理想的太阳光泵浦激光介质,可通过优化聚光系统、泵浦方式和陶瓷尺寸获得高功率激光输出。     

Nd∶YAG激光诱导等离子体冲击波实验及对晶状体破坏的研究

测试了利用调Q的Nd∶YAG脉冲激光在水中诱导金属钛产生等离子体冲击波的声压和速度。并利用自行研制的激光乳化系统,对离体猪眼晶状体经硬化处理摹拟白内障进行乳化试验。实验结果表明Nd∶YAG激光等离子体冲击波能对一定硬度的晶状体进行乳化,有可能成为白内障乳化的一种能量源。     

Cr~(4+),Nd~(3+)∶YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质

以高纯α-Al2O3、Y2O3、Nd2O3和Cr2O3粉体为原料,CaO为电荷补偿剂,正硅酸乙酯(TEOS)为烧结助剂,采用固相反应法和真空烧结技术成功制备了高质量的Cr4 ,Nd3 ∶YAG透明陶瓷。研究了其在室温下的吸收光谱和发射光谱性质,0.1%Cr,1.0%Nd∶YAG(Cr,Nd为摩尔分数,下同)透明陶瓷在808nm处的吸收截面为4.27×10-20cm2,1064nm处的发射截面和荧光寿命分别为1.52×10-20cm2和206μs。由Cr4 ,Nd3 ∶YAG透明陶瓷的吸收和发射光谱计算出的吸收和发射截面,进一步估算了材料的激光性能参数,并对其激光性能进行理论预测。Cr,Nd∶YAG透明陶瓷很可能是一种具有潜力的自调Q激光材料。     

电荷补偿剂对YAG:Ce荧光粉效率的影响

在研制传统的YAG:Ce3 荧光粉过程中引入NH4F作为助熔剂,BaF2和MgF2作为电荷补偿剂,使得荧光粉的性能得到有效的改善。助熔剂的引入使YAG:Ce3 荧光粉的合成温度由原来的1600℃降低到1340℃左右,这对于降低生产成本有着十分重要的意义。引入BaF2和MgF2作为电荷补偿剂,荧光粉的发光强度得到有效的提高。尤其是引入MgF2后,光致发光强度提高了42%。从XRD谱可以看出,Mg和Ba进入晶格取代了Y。通过对晶格常数的计算,发现Mg的引入可以部分补偿Ce3 掺杂带来的晶格增大。同时电荷补偿剂的引入使荧光粉达到电荷平衡:2AYYx→2Mg′Y→VO¨、2YYx→2Ba′Y V¨O减少了烧制过程中产生的氧空位缺陷的影响,从而减少了由于氧空位带来的无辐射跃迁。另外,以杂质离子的半径和原子的电负性为出发点,对发射光谱的峰位相对移动作了定性的解释。     

腔内波片产生的Nd∶YAG激光纵模分裂规律研究

简要介绍了激光纵模分裂的基本原理，研究了腔内含有1个和2个1/4波片时产生Nd∶YAG激光纵模分裂的规律。实验结果表明：在1064nm Nd∶YAG激光的腔内放置一个1/4波片时，每一激光纵模分裂为2个正交的线偏振模，在波片表面垂直于激光光线的条件下，纵模分裂量（即频率差或波长差）恰好等于激光纵模间隔的一半；当在Nd∶YAG激光腔内沿垂直光线方向平行放置2个1/4波片时，也能产生纵模分裂现象，其纵模分裂量取决于2波片快（慢）轴之间的夹角。在0°～ 90°范围内调节角度，可使纵模分裂量在一个激光纵模间隔内线性调谐。实验结果与理论分析相吻合。     

脉冲Nd∶YAG激光烧蚀Al产生等离子体特征辐射的机理研究

采用时间与空间分辨光谱测量技术,研究了在Ar气为缓冲气体下,用脉冲Nd∶YAG激光烧蚀Al产生等离子体的发射光谱及其随气压的变化规律,对粒子的激发机理进行了讨论,认为特征谱线是由复合辐射为主要机理,并用此结论在一定程度上解释了实验结果。     

气孔对透明陶瓷激光输出性能的影响

定量分析气孔大小和气孔率对陶瓷激光输出性能的影响,建立了气孔分布模型并结合Mie散射和固体激光技术相关理论,讨论气孔散射对陶瓷激光透过率和输出性能的影响。结果表明,气孔率对激光陶瓷的透过率和斜率效率有着决定性的影响。在给定的气孔尺寸分布下,气孔率越高,陶瓷透过率和激光斜率效率越低;在给定的气孔率下,气孔中心尺寸越大,陶瓷样品的透过率和激光斜率效率越低。减小气孔尺寸至0.3 m以下能有效提高激光斜率效率。气孔越大,激光阈值随气孔率增大而上升越快,越不利于实现激光输出。在实际工作中,改进和控制工艺减小气孔尺寸对提高陶瓷的输出性能同样有着重要意义。     

气孔对透明陶瓷激光输出性能的影响

定量分析气孔大小和气孔率对陶瓷激光输出性能的影响,建立了气孔分布模型并结合Mie散射和固体激光技术相关理论,讨论气孔散射对陶瓷激光透过率和输出性能的影响。结果表明,气孔率对激光陶瓷的透过率和斜率效率有着决定性的影响。在给定的气孔尺寸分布下,气孔率越高,陶瓷透过率和激光斜率效率越低;在给定的气孔率下,气孔中心尺寸越大,陶瓷样品的透过率和激光斜率效率越低。减小气孔尺寸至0.3 m以下能有效提高激光斜率效率。气孔越大,激光阈值随气孔率增大而上升越快,越不利于实现激光输出。在实际工作中,改进和控制工艺减小气孔尺寸对提高陶瓷的输出性能同样有着重要意义。     

Nd:YAG激光透明陶瓷超细粉体的合成及其性能表征

以Al(NO3)3·9H2O和Y2O3为原料,按YAG化学计量比配成相应的硝酸盐混合液,并用一定量的Nd取代Y,加入尿素沉淀剂,利用无机体系均相沉淀法制备了YAG前驱体。对前驱体进行适当处理,并采用高温热解法在1200℃时制备出Nd∶YAG透明陶瓷超细粉体。通过对粉体样品进行XRD,TG DTA,SEM和红外光谱分析表明,所合成的YAG超细粉为立方晶系石榴石结构,晶格常数a=12.01nm。粉体样品颗粒度小、粒径均匀、流动性好,粒径在150～200nm之间。     

Yb∶YAG晶体的热学性质及其对激光性能的影响

对于中频感应加热提拉法 (CzochralskiMethod)生长的高掺杂浓度 (原子数分数 0 30 )Yb∶YAG晶体 ,经退火后采用差示扫描量热计法测量了晶体的比热容 ,通过激光脉冲法测量了不同掺杂浓度 (原子数分数 0 0 5～ 0 30Yb∶YAG晶体的热扩散率和热导率。实验表明 ,随着Yb3+ 离子浓度增加 ,Yb∶YAG晶体在 30 0K温度下的导热性能有明显的降低。原子数分数为 0 30的Yb∶YAG晶体的激光实验表明 ,高掺杂浓度Yb∶YAG晶体热导率的降低导致了激光阈值的增加     

烧结温度对ZnO掺杂的KNN陶瓷微结构和压电性能的影响

以Zn O为烧结助剂,采用固相合成法制备了(K0.5Na0.5)Nb O3(缩写为KNN)压电陶瓷,研究了烧结温度对Zn O掺杂KNN陶瓷致密性、微结构以及压电性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,KNN陶瓷的压电常数d33、密度?和机电耦合系数Kp均先升高后降低,在1100oC时达到最大值;而试样的介电常数则随烧结温度的升高而增大。烧结温度过高(达到1120oC),将会引起Na、K的大量挥发和晶粒异常生长,使得其结构变疏松。当Zn O含量为0.5wt%、烧结温度为1100oC时,KNN陶瓷的密度达到了4.43g/cm3;其压电学性能达到最优:d33=113p C/N,tan?(1k Hz)=5.31%,Kp=0.35。