《Lu2O3雷射透明陶瓷的晶界偏析行為研究》是依託江蘇師範大學，由喬學斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Lu2O3雷射透明陶瓷的晶界偏析行為研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：喬學斌
- 依託單位：江蘇師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
稀土摻雜的氧化鑥透明陶瓷材料因其具有優良的物理性能和光學特性，是作為陶瓷閃爍體和高功率雷射器以及短脈衝雷射器增益介質的理想材料。然而，與單晶不同的是，陶瓷增益介質的晶界可能會在陶瓷雷射材料中引入不均勻摻雜，導致晶界處的摻雜離子濃度高於晶粒內部，產生晶界偏析。本項目以立方相的Lu2O3為基質，通過濕化學法製備一系列不同稀土離子摻雜高質量透明雷射陶瓷。本項目通過採用掃描共聚焦拉曼/螢光光譜分析技術和高解析度透射電鏡、能譜等表征手段，系統研究不同實驗工藝條件下，稀土離子在基質中均一分布情況和晶界偏析現象。通過建立熱力學模型，採用擬合模擬計算與實驗數據相結合的方法，研究不同稀土摻雜離子、摻雜濃度、熱處理溫度、晶粒大小等因素對於晶界偏析現象的影響。在此基礎上進一步研究晶界偏析對於雷射光束質量、斜效率等雷射輸出性能的影響。
結題摘要
自1995年Ikesue博士製備出世界上首塊雷射陶瓷以來，雷射陶瓷正以其優異和獨特的性能異軍突起，成為固體雷射領域新的發展方向。然而陶瓷的多晶特性使得其晶界上存在摻雜離子偏析行為，從而導致摻雜離子在晶界處的濃度要比晶粒內部要高，進而產生額外的散射損耗，限制雷射輸出性能。針對這一問題，本項目通過雷射共聚焦拉曼光譜儀、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、取向成像顯微技術等表征設備，系統研究不同陶瓷製備工藝條件下，稀土離子摻雜在基質中均一性分布情況和晶界偏析行為；基於原子擬合模擬計算與實驗數據相結合的方法，研究不同陶瓷製備工藝參數對於晶界偏析現象的影響，並對晶界偏析現象方面取得了規律性認識。在基礎上，通過最佳化陶瓷製備工藝，成功製備了高質量稀土摻雜倍半氧化物，並成功實現了Er：Lu2O3雷射陶瓷3微米波段的室溫雷射輸出。
