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Er~(3+):YAG及Nd~(3+)/Yb~(3+):YAG激光陶瓷粉体的制备及性能表征

吕灼菲  
【摘要】: 作为固体激光工作物质探索的新热点-RE:YAG透明激光陶瓷,粉体的合成技术是制备透明陶瓷的基础和关键。本文首次采用溶胶-凝胶燃烧法合成了Er~(3+):YAG和Nd~(3+)/Yb~(3+):YAG激光陶瓷粉体,探讨了反应机理及其影响因素。利用TG-DTA、XRD、IR、TEM及光谱分析等测试手段研究了粉体的结构、形貌及光谱性能等。 结果表明,溶胶-凝胶燃烧法900℃即可获得YAG纯相,并且粉体粒径均匀、分散性和流动性好,粒度大小约60-100nm之间。在实验过程中发现:粉体性能受组分氧化物配比、络合剂用量、溶液的pH值、反应体系含水量、反应时间及温度、凝胶燃烧温度、热处理温度及时间等诸多因素的影响。 对Er~(3+):YAG及Nd~(3+)/Yb~(3+):YAG激光陶瓷纳米粉体进行了吸收、荧光发射光谱分析。980nm的激光器作为激发光源测定Er~(3+):YAG粉体实现了~4I_(11/2)→~4I_(13/2)能级间的2.94μm激光跃迁。Nd~(3+)/Yb~(3+):YAG激光陶瓷纳米粉体采用808nm的激光器作为激发光源时Nd~(3+)→Yb~(3+)的能量转移实现了Yb~(3+):~2F_(5/2)→~2F_(7/2)的发射;在980nm的激光器作为激发光源时观察到了597,690,757nm的可见光,这些研究为固体激光工作物质提供了新的研究方向。


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