Medio de ganancia de cerámica

definición:
Medio de ganancia láser con microestructura cerámica.

En términos generales, los medios de ganancia en estado sólido son cristales o vidrio. Los cristales son generalmente cristales únicos porque los medios policristalinos típicamente tienen una fuerte dispersión en los límites. Sin embargo, desde la década de 1990, un medio policristalino - cerámica - ha reducido en gran medida las pérdidas de dispersión a través de técnicas de preparación fina, especialmente usando tecnología de sinterización al vacío.
Al principio, se utilizaron iones muy pequeños en el polvo, y luego se refinaron para producir nanoiones con tamaños controlables, microcristales muy pequeños y poros, lo que dio como resultado pérdidas de dispersión no mucho mayores que los cristales individuales. Especialmente logrado en granate de aluminio de itrio. La cerámica YAG dopada con Nd puede lograr la misma eficiencia láser que los cristales individuales YAG dopados con Nd.
Los medios de ganancia dopados con iterbio también exhiben el mismo rendimiento. La cerámica también se puede usar como medio de ganancia láser de vibración electrónica.  
Los medios de ganancia láser de cerámica tienen muchas ventajas importantes en comparación con los cristales individuales:

1. El costo de preparación es bajo, especialmente cuando se hacen piezas muy grandes.  
2. Los medios de ganancia de cerámica se pueden hacer en cualquier forma y tamaño, pero la tecnología de crecimiento de un solo cristal limita el tamaño de los medios.  
3. La cerámica también puede producir medios de ganancia compuestos, incluyendo diferentes niveles de dopaje e incluso diferentes dopantes. También puede incluir un absorbedor saturable para conmutación Q pasiva.  
4. Es fácil obtener concentraciones de dopaje con variaciones espaciales. Esto puede proporcionar grados adicionales de libertad para el diseño láser.  
5. Para cerámicas YAG dopadas con neodimio e iterbio, se pueden lograr concentraciones de dopaje más altas sin causar efectos de extinción que reducen la eficiencia del láser.  
6. Algunos materiales, tales como óxido de itrio (Y2O3), óxido de escandio (Sc2O3) y otros óxidos de titanio, tienen altos puntos de fusión y son difíciles de crecer en cristales individuales, pero se obtienen fácilmente en forma cerámica porque la temperatura de sinterización es mucho más baja que la temperatura de fusión. La alta conductividad térmica de Y2O3 y Sc2O3 es superior al YAG en estos materiales.  

En base a las razones anteriores, los medios de ganancia cerámica pueden reemplazar a Dai Jing en muchos casos, especialmente en aplicaciones de gran volumen y situaciones que requieren medios de ganancia grandes.  
Cabe señalar que la cerámica no solo puede usarse como medio de ganancia en láseres. Algunos medios de ganancia, tales como cerámica de nitruro de aluminio, tienen una alta conductividad térmica y pueden servir como excelentes aislantes eléctricos. Esto también les permite ser usados como disipadores de calor en diodos láser de alta potencia.