人工晶体学报

作者：白雨晨, 张俊宇, 赵洪阳, 赵瑾, 章健, 王士维

单位：1.武汉工程大学,等离子体化学与新材料湖北省重点实验室,武汉 430205; ；2.中国科学院上海硅酸盐研究所,透明光功能无机材料重点实验室,上海 201899; ；3.固体激光技术重点实验室,北京 100015

关键词：Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3,激光陶瓷,光学性能,ZrO2,热等静压,

基金：固体激光技术重点实验室开放基金(6142404190201)

2 μm 波段处于人眼安全波长,在医疗、加工、红外探测与对抗,以及大气环境监测等军、民两用领域有着重要潜在和实际应用。Ho3+掺杂倍半氧化物陶瓷具有宽的吸收和发射光谱、高热导率以及低声子能量等优点,是一类重要的 2 μm 波段激光材料。通过材料固溶原理,可以实现光谱更加宽化,这使其有可能成为一类性能优异的中红外固体激光材料。本文以商业Y2O3、Sc2O3以及Ho2O3粉体为原料,添加少量ZrO2(原子比为0~1.0%)作为烧结助剂,采用真空预烧,结合热等静压烧结的工艺,成功制备出高透明的0.5%Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3陶瓷。研究了ZrO2掺杂浓度(0~1.0％)对Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3激光陶瓷致密化过程和光学性能的影响。通过添加ZrO2有效抑制了高温下Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3陶瓷晶粒的生长,掺杂1.0％ZrO2的Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3陶瓷经1 690 ℃下真空预烧结4 h和1 600 ℃/190 MPa热等静压烧结3 h后,其透过率在1 100 nm处达到79.1％(厚度为4.4 mm),接近理论透过率。

来源：2021年第6期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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