黄光激光用Dy,Tb∶LuAG透明陶瓷的制备与性能研究

刘强; 武龙飞; 李晓英; 刘子玉; 陈鹏辉; 田丰; 谢腾飞; PIRRIAngela; TOCIGuido; 李江

doi:10.37188/CJL.20220153

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黄光激光用Dy,Tb∶LuAG透明陶瓷的制备与性能研究

特邀报告 | 更新时间：2022-12-08

- 黄光激光用Dy,Tb∶LuAG透明陶瓷的制备与性能研究
  增强出版
- Fabrication and Characterization of Dy,Tb∶LuAG Transparent Ceramics for Yellow Lasers
- 发光学报 2022年43卷第11期页码：1733-1740
- 作者机构：
  
  1.江苏大学材料科学与工程学院，江苏镇江　212013
  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.中国科学院大学材料与光电研究中心，北京　100049
  4.Istituto di Fisica Applicata “N. Carrara”， Consiglio Nazionale delle Ricerche， CNR⁃IFAC， Via Madonna del Piano 10C， 50019 Sesto Fiorentino（Fi）， Italy
  5.Istituto Nazionale di Ottica， Consiglio Nazionale delle Ricerche， CNR‑INO， Via Madonna del Piano 10C， 50019 Sesto Fiorentino（Fi）， Italy
- 作者简介：
  
  [ "刘强（1964-），男，江苏镇江人，博士，教授，硕士生导师，2005年于江苏大学获得博士学位，主要从事发光材料和透明陶瓷等方向的研究。 E-mail： lq88611338@163.com" ]
  [ "李江（1977-），男，浙江绍兴人，博士，研究员，博士生导师，2007年于中国科学院上海硅酸盐研究所获得博士学位，主要从事光功能透明陶瓷方向的研究。 E-mail： lijiang@mail.sic.ac.cn" ]
- 基金信息：
  
  the International Partnership Program of Chinese Academy of Sciences(121631KYSB20200039);the International Cooperation Project of Shanghai Science and Technology Commission(20520750200)
- DOI：10.37188/CJL.20220153
  中图分类号：
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刘强, 武龙飞, 李晓英, 等. 黄光激光用Dy,Tb∶LuAG透明陶瓷的制备与性能研究[J]. 发光学报, 2022,43(11):1733-1740.

LIU Qiang, WU Long-fei, LI Xiao-ying, et al. Fabrication and Characterization of Dy,Tb∶LuAG Transparent Ceramics for Yellow Lasers[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2022,43(11):1733-1740.
刘强, 武龙飞, 李晓英, 等. 黄光激光用Dy,Tb∶LuAG透明陶瓷的制备与性能研究[J]. 发光学报, 2022,43(11):1733-1740. DOI： 10.37188/CJL.20220153.

LIU Qiang, WU Long-fei, LI Xiao-ying, et al. Fabrication and Characterization of Dy,Tb∶LuAG Transparent Ceramics for Yellow Lasers[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2022,43(11):1733-1740. DOI： 10.37188/CJL.20220153.

摘要

以NH,4,HCO,3,为沉淀剂，通过共沉淀法合成了分散性良好的Dy，Tb∶LuAG纳米粉体，并研究了前驱体的热分解行为、粉体的物相及显微形貌。在不添加任何烧结助剂的情况下，采用真空预烧结合热等静压烧结技术首次制备出高透明的Dy，Tb∶LuAG陶瓷，并研究了预烧温度对陶瓷显微形貌及光学质量的影响。当预烧温度为1 600 ℃时，退火后的Dy，Tb∶LuAG陶瓷（厚度为1.5 mm）在578 nm处的直线透过率达到83.6%，平均晶粒尺寸为0.9 μm。此外，退火后的3%Dy，1%Tb∶LuAG透明陶瓷在447 nm的吸收截面积为1.3×10,-21, cm,2,，半高宽为3.0 nm，与商用GaN蓝色激光二极管具有良好的匹配性。研究表明，Dy，Tb∶LuAG透明陶瓷在黄光激光领域具有潜在的应用价值。

Abstract

3%Dy，1%Tb∶LuAG（Dy，Tb∶LuAG） nanopowders with good dispersibility were synthesized by the co-precipitation method using NH,4,HCO,3, as a precipitant. The thermal decomposition behavior of the precursor， and the phase and microstructure of powders were studied. Dy，Tb∶LuAG ceramics with high transparency were fabricated by vacuum pre-sintering and hot isostatic pressing（HIP） post-treatment without any sintering additives for the first time. The influences of pre-sintering temperature on the microstructure and the optical quality of the ceramics were investigated. When the pre-sintering temperature is 1 600 ℃， the in-line transmittance of the annealed Dy，Tb∶LuAG ceramics（1.5 mm in thickness） reaches 83.6% at 578 nm， and the average grain size of the annealed ceramics is 0.9 μm. In addition， the absorption cross section of the 3%Dy，1%Tb∶LuAG ceramics at 447 nm is calculated to be 1.3×10,-21, cm,2,， with a full width at half maximum（FWHM） of 3.0 nm， which matches that of commercial GaN blue laser diodes. This study shows that Dy，Tb∶LuAG transparent ceramics have potential application value in the yellow lasers.

关键词

Dy，Tb∶LuAG透明陶瓷共沉淀法热等静压烧结

Keywords

Dy，Tb∶LuAGtransparent ceramicsco-precipitation methodhot isostatic pressing

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