керамическая усиливающая среда

Определения:
Лазерная усиливающая среда с керамической микроструктурой.

Как правило, твердотельная усиливающая среда - это кристалл или стекло. Кристаллы обычно являются монокристаллами, потому что поликристаллическая среда обычно имеет сильное рассеяние на границе. Однако с 1990 - х годов многокристаллическая среда, керамика, значительно снизила потери рассеяния с помощью тонкой технологии подготовки, особенно с использованием технологии вакуумного спекания.
Сначала используются очень маленькие ионы в порошке, а затем наноионы, образующиеся в процессе уточнения, имеют контролируемые размеры, очень маленькие микрокристаллы и пористости, получая гораздо большие потери рассеяния, чем монокристаллы. В частности, он был реализован в алюминиевом гранате иттрия. Керамика YAG, смешанная с неодимом, может получить ту же эффективность лазера, что и монокристалл YAG, смешанный с неодимом.
Среда усиления, смешанная с иттербием, имеет те же свойства. Керамика также может использоваться в качестве электронной вибрационной лазерной усиливающей среды.
Керамические лазерные усиливающие среды имеют много важных преимуществ по сравнению с монокристаллами:

1. Затраты на подготовку низки, особенно если производство очень крупное.
2. Керамическая усиливающая среда может быть изготовлена в любой форме и размере, но технология роста монокристаллов ограничивает размер среды.
3. Керамика также может производить композитные усиливающие среды, в том числе различные степени легирования и даже различные примеси. Он также может содержать насыщенный поглотитель для пассивных Q - переключателей.
4. Легко получить концентрацию легирования с пространственными изменениями. Это обеспечивает дополнительную свободу для лазерной конструкции.
5. Для керамики, легированной неодимом и иттербием YAG, может быть достигнута более высокая концентрация легирования, но не будет иметь эффекта закалки для снижения эффективности лазера.
6. Некоторые материалы, такие как оксид иттрия (Y2O3), оксид трихлорида (Sc2O3) и другие оксиды титана, имеют высокую температуру плавления, которая затрудняет превращение в монокристалл, но легко получить керамическую форму, потому что температура спекания намного ниже температуры температуры плавления. Высокая теплопроводность Y2O3 и Sc2O3 заключается в том, что эти материалы превосходят YAG.

По этим причинам керамические усиливающие среды во многих случаях могут заменить статические, особенно в случае крупномасштабных применений и требующих больших усиливающих сред.
Следует отметить, что керамика, используемая в лазерах, может использоваться не только в качестве усиливающей среды. Некоторые усиливающие среды, такие как нитрид алюминия керамика, имеют высокую теплопроводность и могут использоваться в качестве хороших электрических изоляторов. Это также позволяет им использовать тепловое погружение в мощных лазерных диодах.