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《摻y(tǒng)blt3gt氧化鑭釔透明激光陶瓷的制備及其光譜性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、上海大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要立方相的Y203晶體具有穩(wěn)定性好、光學(xué)透明區(qū)域?qū)挕釋?dǎo)率高等優(yōu)點，很早以前就被認(rèn)為是一種非常有前景的固體激光材料。然而，由于其熔點高達(dá)2430℃士30℃，且在約2280℃附近存在相變，因此用常規(guī)的方法很難生長出大尺寸和高光學(xué)質(zhì)量的單晶，從而限制了它的應(yīng)用。最近由于透明陶瓷技術(shù)的發(fā)展，尤其是透明YAG陶瓷在大功率激光輸出方面取得成功，使得Yb：Y203透明陶瓷激光介質(zhì)引起了廣泛注意。由于Yb：Y203透明陶瓷的熱導(dǎo)率幾乎是YAG的兩倍，且熱膨脹系數(shù)相近，同時其還具有寬的發(fā)射帶寬，因此，若在透明陶瓷的制備工藝方面取得突破
2、的話，則有望將該類材料應(yīng)用于高功率激光和高強超短脈沖激光輸出領(lǐng)域。本文以Yb：Y203透明陶瓷為研究對象，采用傳統(tǒng)陶瓷制備工藝，在無壓還原氣氛下制備出透明性良好的摻La203的1n：Y203透明激光陶瓷，研究了燒結(jié)溫度，保溫時間以及Yb203、La203等添加劑對Y203透明陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響；研究了摻Y(jié)b”氧化鑭釔透明激光陶瓷的光譜性能，以及La203對Yb：Y203透明激光陶瓷光譜性能的影響。結(jié)果表明：添加La203能顯著改善Yb：Y203透明陶瓷的燒結(jié)性能，La203是Yb：Y203透明陶瓷的有效添加劑。當(dāng)La203的添加
3、量從O增加到16at．％時，燒結(jié)溫度從1750℃幾乎呈線性降低為1350℃，且光學(xué)性能良好，在燒結(jié)溫度為1350℃，保溫時間為30h的條件下，樣品Yb005：Y2山L82如3＆=o．16)在300．2500nm波長范圍內(nèi)的全透過率均大于80％，最大值為83％。在短波長范圍內(nèi)，樣品的直線透過率較低，主要原因是在目前的制備工藝和燒結(jié)條件下，陶瓷材料中仍有一定的結(jié)構(gòu)不均勻性，如存在氣孔，雜相以及各種結(jié)構(gòu)缺陷，由于它們的折射率不同于主晶相，引起光的反射和散射，降低陶瓷的光學(xué)均勻性，導(dǎo)致材料的透過率下降。在對摻Y(jié)b3+氧化鑭釔透明陶瓷光譜性能的研究中
4、發(fā)現(xiàn)，摻Y(jié)b3+氧化鑭釔透明多晶陶瓷具有寬的吸收和發(fā)射光譜，大的吸收和發(fā)射截面以及長的熒光壽命。V上海大學(xué)碩士學(xué)位論文樣品的吸收系數(shù)隨著Yb”摻雜濃度的增加而增大，最強吸收峰974m處的吸收截面為O．90～1．12×lO。o鋤2；主發(fā)射峰1032m和1075m波長處的發(fā)射截面分別為1．05×10。20鋤2和O．87×lO。20鋤2；Yb3+摻雜濃度為5at．％時熒光壽命為1．38ms，并隨Yb3+摻雜濃度的增加而下降。當(dāng)Yb3+摻雜濃度超過10at．％時，樣品中存在嚴(yán)重的濃度猝滅。產(chǎn)生濃度猝滅的原因是高摻雜時離子間存在合作上轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)移。
5、根據(jù)摻Y(jié)b3+氧化鑭釔透明陶瓷的吸收光譜和發(fā)射光譜計算得到了其在室溫下的能級圖。結(jié)果表明，摻Y(jié)b”氧化鑭釔透明多晶陶瓷具有比Yb：YAG晶體更強的晶體場。在強晶體場作用下，摻Y(jié)b3+氧化鑭釔透明多晶陶瓷具有高的激光下能級以及小的玻爾茲曼因子。在研究La203對Yb：Y203透明激光陶瓷光譜性能的影響中發(fā)現(xiàn)，添加La203以后，Yb：Y203透明激光陶瓷的吸收截面和發(fā)射截面減小，熒光壽命增大。隨著La203摻雜濃度的增加，Yb：Y203透明激光陶瓷的吸收峰位置發(fā)生紅移現(xiàn)象，吸收系數(shù)和吸收截面略有下降：發(fā)射峰位置發(fā)生藍(lán)移現(xiàn)象，發(fā)射截面基本不變；
6、熒光壽命則略有下降。添加La203能有效提高Yb：Y203透明激光陶瓷45～60％的熒光壽命。因此，摻Y(jié)b3+氧化鑭釔透明多晶陶瓷是一種很有潛質(zhì)的激光材料，并有可能獲得高功率和高效率的激光輸出：關(guān)鍵詞：氧化鑭釔，透明陶瓷，光譜性能，Yb3+摻雜，濃度猝滅，激光陶瓷上海大學(xué)碩士學(xué)位論文Abs仃actCubicY203singlecrystalshaveb咖investigatedasapmrnisingsOlid·statel私crmat嘶alf-oralongtimebecauseofseVeralfaVorableproperties，s
7、uchastheirstabili饑opticalcl矧時ov盯abroadspec仃alre舀onandexcellentconductivity．Howev％lmtedbyah碘mdtingt鋤peratureof2430℃士30℃ands仃uctIlrephasen徹sitionat2280℃，alarge-sizehi曲-qualityY203sin西e∞，stals鋤pleisVerydi伍culttofalmcatebyconventionalmelt-伊o、ⅣIh．Withmedevdopm朋tof仃aIlsp刪tcemmic
8、sfabricationtec：b110logyreccnny，Yb：Y203tmsp盯cntcer鋤ics嬲l鵲crhostmaterialshavereceivedincre
