Pourquoi la céramique est-elle utilisée comme matériau laser?
Le laser est une sorte de lumière émise par excitation qui n'existe pas dans la nature. Il présente quatre caractéristiques majeures que la lumière ordinaire ne possède pas: une bonne directivité, une luminosité élevée, une bonne monochromaticité et une bonne cohérence, ce qui en fait largement utilisé dans divers domaines techniques.
Les lasers à semi-conducteurs avec une puissance moyenne élevée et une puissance de crête élevée sont une direction de développement importante de la technologie laser, et le cœur des lasers à semi-conducteurs est le matériau de travail du laser à semi-conducteurs. Actuellement, il existe trois principaux matériaux de matrice laser à l'état solide couramment utilisés: le verre, le monocristal et la céramique, parmi lesquels les "céramiques" sont plus favorisées par les lasers à haute puissance. En effet, une puissance élevée produira un gradient thermique, qui à son tour provoquera une distorsion du faisceau ou une biréfringence thermique, affectant ainsi la qualité du faisceau laser. Par conséquent, les matériaux céramiques à faible coefficient de dilatation thermique et à faible indice de réfraction sont des matériaux de travail laser idéaux.
Lentille d'extension de faisceau laser et fabricant
En fait, dans le passé, certaines céramiques hautes performances et plus complexes ne pouvaient pas être utilisées dans la technologie laser, et en raison de la composition différente des métaux des terres rares dans les céramiques (en particulier les céramiques dopées), l'interaction et la phase avec le creuset Problèmes tels que car le changement et la faible solubilité affecteront d'autres applications. Cependant, tout cela appartient au passé. Les progrès de la technologie de traitement fournissent maintenant une variété de méthodes de synthèse de céramique transparente réalisables. La surface du matériau céramique préparé est monocristallin, polycristallin au niveau atomique, et les joints de grains sont propres et minces, sans pores et sans impuretés, les céramiques sont très transparentes, très appropriées pour générer des faisceaux laser. Il peut également être dopé avec différents éléments de terres rares pour réaliser diverses formes compliquées, ce qui augmente considérablement sa praticabilité.
Fournisseur d'extension de faisceau laser à zoom variable
En général, les céramiques laser actuelles présentent les avantages suivants:
①Le temps de préparation est court, le dispositif de frittage ne nécessite pas de matériaux en métaux précieux, et le frittage n'a pas besoin d'être réalisé dans une atmosphère protectrice de haute pureté et le coût de préparation est faible;
② Des matériaux de grande taille et de formes complexes peuvent être préparés;
③La concentration de particules dopées dans les céramiques est élevée et la distribution des particules dopées est uniforme dans l'ensemble;
④ La température de frittage des céramiques est bien inférieure au point de fusion des cristaux et la composition des céramiques préparées présente peu de déviation;
⑤ La céramique peut être transformée en matériaux multicouches pour le frittage et il est possible de développer des céramiques multifonctionnelles.
En revanche, bien que la matrice de verre puisse obtenir des échantillons à grande échelle, sa conductivité thermique est trop faible pour réaliser des lasers de forte puissance; la conductivité thermique des monocristaux est supérieure à celle du verre, mais les monocristaux ont un long cycle de croissance et sont coûteux. Il est difficile d'obtenir des cristaux de grande qualité et de grande taille.