[發(fā)明專利]Er3+,Yb3+:Al2O3透明陶瓷

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210344401.X
• 申請(qǐng)日: 2012-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN103030395A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 米曉云;張希艷;柏朝暉;盧利平;孫海鷹;于翔;王曉春;王能利;劉全生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/50
• 分類號(hào): C04B35/50;C04B35/10
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Er³⁺,Yb³⁺:Al₂O₃透明陶瓷，在Al₂O₃基透明陶瓷中摻入Er³⁺、Yb³⁺，獲得Er³⁺、Yb³⁺摻雜Al₂O₃透明陶瓷，屬于光學(xué)功能材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

稀土摻雜透明陶瓷能夠作為激光增益介質(zhì)。與單晶、玻璃激光介質(zhì)材料相比，透明陶瓷除了在制備方面有許多優(yōu)點(diǎn)外，還具有陶瓷固有的耐高溫、耐腐蝕、高絕緣、高強(qiáng)度等特性，還具有高于玻璃的熱導(dǎo)率、硬度、抗熱沖擊能力，同時(shí)具有玻璃的光學(xué)性能。透明陶瓷將逐步替代單晶光學(xué)材料。

Al₂O₃基透明陶瓷同樣硬度高、熱導(dǎo)率高、耐磨性高、穩(wěn)定性好、密度高、熱膨脹系數(shù)低，這些優(yōu)點(diǎn)使其能夠承受更強(qiáng)的高能輻射，適用的環(huán)境范圍更廣。例如其熱導(dǎo)率約為YAG的三倍，這使得Al₂O₃基透明陶瓷成為一種理想的高效陶瓷閃爍體和高功率激光器激光增益介質(zhì)材料。

公開號(hào)為CN1727303A的一件中國(guó)專利申請(qǐng)公開了Mg、Ti共摻的A1₂O₃晶體材料及其透明激光陶瓷的制備方法，由Mg維持Ti保持三價(jià)，該透明陶瓷能夠在790?nm波長(zhǎng)有Ti³⁺的熒光發(fā)射峰。公開號(hào)為CN1778758A的一件中國(guó)專利申請(qǐng)公開了Cr⁴⁺:A1₂O₃透明激光陶瓷材料的制備方法，即Cr⁴⁺:A1₂O₃透明陶瓷，在室溫下用970?nm的泵浦光源對(duì)該陶瓷激光材料進(jìn)行激發(fā)，其熒光發(fā)射波長(zhǎng)從1157?nm到1287?nm，發(fā)射峰位于1220?nm，半高寬為37?nm，因此，該陶瓷材料可用作紅外波段的可調(diào)諧激光介質(zhì)，用作飛秒超快激光器，輸出超短激光脈沖，經(jīng)非線性轉(zhuǎn)換，可輸出600?nm左右的可見光范圍的激光。公開號(hào)為CN101560102A的一件中國(guó)專利申請(qǐng)公開了C摻雜α-Al₂O₃透明陶瓷熱釋光和光釋光材料的制備方法，根據(jù)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，C摻雜α-Al₂O₃透明陶瓷具有較優(yōu)異的熱釋光特性，在⁹⁰Srβ射線輻照下測(cè)得的熱釋峰值位于491?K，該材料可用于輻射劑量測(cè)量材料。

然而，1.5?μm波段的激光在醫(yī)學(xué)研究和應(yīng)用領(lǐng)域、光通訊以及軍事科技領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用，Al₂O₃透明陶瓷的特點(diǎn)恰好也能夠滿足這些領(lǐng)域的特殊要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了獲得一種Al₂O₃基透明陶瓷材料，該材料能夠由980?nm的光激發(fā)，發(fā)射1.53?μm紅外光，我們發(fā)明了一種Er³⁺,Yb³⁺:Al₂O₃透明陶瓷。

本發(fā)明之Er³⁺,Yb³⁺:Al₂O₃透明陶瓷具有六方晶系結(jié)構(gòu)，在A1₂O₃晶胞中有三個(gè)六配位的八面體結(jié)構(gòu)，其中二個(gè)八面體被Al占據(jù)，另有一個(gè)空著，其特征在于，所述Er³⁺,Yb³⁺:Al₂O₃透明陶瓷化學(xué)分子式為：(Al_1-x-y?Er_xYb_y)₂O₃，其中x為摻雜離子Er³⁺的摩爾分量，且0.005≤x≤0.04，y為摻雜離子Yb³⁺的摩爾分量，且y/x=9。