Quels sont les avantages de la céramique transparente au laser?
(1) Il a des propriétés physiques et chimiques, des caractéristiques spectrales et des performances laser similaires à celles des monocristaux. Des études existantes ont montré que les céramiques polycristallines de haute qualité optique sont presque les mêmes que les monocristaux de même composition en termes de conductivité thermique, de coefficient de dilatation, de spectres d'absorption et d'émission et de durée de vie de la fluorescence. Les performances du laser sont similaires ou même meilleures que celles des monocristaux. En termes de propriétés mécaniques, les céramiques polycristallines présentent également un certain degré d'amélioration par rapport aux monocristaux.
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(2) Il est facile de préparer des céramiques transparentes au laser de grande taille et la forme est facile à contrôler. La technologie de croissance cristalline est difficile à obtenir des monocristaux de grande taille en raison de diverses conditions, et il est difficile de répondre aux besoins d'applications spéciales. Le processus de moulage de la céramique est simple et la température de frittage est généralement bien inférieure à la température de fusion de la croissance monocristalline; certains matériaux théoriquement attendus avec de meilleures performances laser, tels que: Nd3 + / Yb3 +: RE2O3 (RE = Y, Sc, Lu), etc. En raison de la température élevée et de la transition de phase près du point de fusion, il est impossible de qualité optique et grande taille à la fois. Cependant, on s'attend à ce que la technologie de préparation des céramiques atteigne la transparence à une température bien inférieure au point de fusion.
(3) Cycle de préparation court et faible coût de production. Le matériau céramique a un processus de frittage simple et une période de préparation de plusieurs jours, ce qui convient à une production à grande échelle et a un faible coût. La technologie de croissance monocristalline est forte, le cycle de croissance dure des dizaines de jours, nécessite généralement des creusets coûteux en platine ou en iridium et le coût de production est élevé.
(4) Un dopage à haute concentration peut être obtenu, avec une bonne uniformité optique. En raison de la limitation du coefficient de ségrégation des ions dopés dans la matrice (par exemple, le coefficient de ségrégation des ions Nd3 + dans le cristal YAG n'est que de 0,18), il est difficile d'obtenir un dopage à haute concentration en utilisant la technologie de forment une concentration dans la direction radiale. Gradient et forme un motif de déformation. Comme les matériaux céramiques ne sont pas limités par l'effet de ségrégation, une concentration élevée et un dopage uniforme peuvent être obtenus.
(5) Des céramiques transparentes au laser multicouches et multifonctionnelles peuvent être préparées. La technologie de préparation de la céramique peut combiner des matériaux avec différents composants et fonctions, ce qui offre une plus grande liberté pour la conception du système laser. Par exemple, combiner Nd: YAG et Cr4 +: YAG ensemble pour former un commutateur Q passif, ou même une combinaison de commutation Q et de laser Raman, ce qui est presque impossible pour les matériaux monocristallins. La sortie laser à commutation Q automatique peut également être générée sur la même céramique transparente laser pour réaliser le rendement élevé, la puissance élevée, l'intégration et la miniaturisation des lasers à commutation Q à semi-conducteurs à pompage LD.
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Par rapport aux matériaux en verre laser (en prenant le verre au néodyme comme exemple), les matériaux laser en céramique transparente (en prenant la céramique transparente Nd: YAG comme exemple) ont une conductivité thermique élevée, ce qui est propice à la dissipation thermique; il a un point de fusion élevé et peut résister à une puissance de rayonnement plus élevée; Bonne monochromaticité; peut obtenir une sortie laser continue.
La science et la technologie progressent. Je pense qu'avec l'élargissement et l'approfondissement du champ de recherche de la céramique laser, il y aura de plus en plus de matériaux céramiques laser meilleurs que les prédécesseurs, et enfin les lasers solides seront plus largement utilisés.