[發(fā)明專利]一種板條激光陶瓷的制備方法及板條激光陶瓷

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710271472.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107056272A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉磊;陳露;李興旺;陳念江;趙鴻;唐曉軍;王超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十一研究所
• 主分類號(hào): C04B35/44
• 分類號(hào): C04B35/44;C04B35/622;H01S3/16;B28B3/00;B28B1/00;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y80/00
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心11010
• 代理人: 于金平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全固態(tài)固體激光器領(lǐng)域，特別涉及一種板條激光陶瓷的制備方法及板條激光陶瓷。

背景技術(shù)

全固態(tài)固體激光器有棒狀、板條狀、圓盤狀以及光纖激光器等不同的結(jié)構(gòu)型。對(duì)于任何固體激光器，如果要散去激光增益介質(zhì)中的熱量，就會(huì)產(chǎn)生溫度梯度，導(dǎo)致熱負(fù)載的激光增益介質(zhì)出現(xiàn)熱感生的聚焦、應(yīng)力感生的雙聚焦和雙折射等光學(xué)畸變。這些熱致效應(yīng)對(duì)激光光束質(zhì)量有嚴(yán)重的影響，最終這些缺陷都會(huì)限制激光輸出的功率和光束質(zhì)量。“之”字形板條激光器，使光束在板條結(jié)構(gòu)的增益介質(zhì)中沿著“之”字形傳輸，可以補(bǔ)償由于溫度梯度所造成的波前畸變和偏振特性變化，有利于提高激光的輸出功率，有利于獲得良好的激光光束質(zhì)量。因此，“之”字形板條激光器在千瓦級(jí)甚至萬(wàn)瓦級(jí)的板條固體激光器方面得到了廣泛的研究和應(yīng)用。

在全固態(tài)激光器中，應(yīng)用最為廣泛的工作物質(zhì)是單晶增益介質(zhì)。但是單晶增益材質(zhì)受困于材料本身生長(zhǎng)的限制，無(wú)法滿足對(duì)于大尺寸、高濃度摻雜、短制作周期以及低成本光學(xué)增益材料的要求。近年來(lái)對(duì)陶瓷激光器的研究成果表明，采用透明陶瓷作為工作物質(zhì)的激光器與采用單晶為增益介質(zhì)的激光器相比，性能相差無(wú)幾甚至更優(yōu)。透明激光陶瓷材料采用冷壓-燒結(jié)工藝，使得不同結(jié)構(gòu)、不同形狀的激光板條增益介質(zhì)成為現(xiàn)實(shí)。因此，透明激光陶瓷材料在激光測(cè)距、激光制導(dǎo)、目標(biāo)指示、空間遙感等關(guān)乎國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)的軍事尖端技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用方面得到快速發(fā)展。

目前，板條激光器多采用單一摻雜濃度的激光增益介質(zhì)結(jié)構(gòu)，使激光介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生泵浦功率密度不均勻的問(wèn)題，從而在泵浦方向上產(chǎn)生很大的溫度梯度，導(dǎo)致很大的熱應(yīng)力，制約著激光器激光功率和激光光束質(zhì)量的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種板條激光陶瓷的制備方法及板條激光陶瓷。

本發(fā)明提供的板條激光陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

在無(wú)摻雜YAG粉體中摻入激活離子，得到摻雜YAG粉體；

利用所述無(wú)摻雜YAG粉體和所述摻雜YAG粉體按照預(yù)設(shè)的板條結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)行逐層噴涂得到板條激光陶瓷坯體，其中，每一層中每個(gè)位置所述無(wú)摻雜YAG粉體和所述摻雜YAG粉體的噴出量均根據(jù)所述預(yù)設(shè)的板條結(jié)構(gòu)得到；

采用等靜壓成型和真空燒結(jié)工藝，將所述板條激光陶瓷坯體燒結(jié)成型，得到板條激光陶瓷。

本發(fā)明還提供了利用上述方法制備得到的板條激光陶瓷。

本發(fā)明有益效果如下：

本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)采用增材制造的方法，通過(guò)控制激光陶瓷粉體的摻雜濃度，可以獲得摻雜濃度漸變的板條激光陶瓷，可以使激光器吸收更大的泵浦功率，泵浦光吸收功率密度在激光增益介質(zhì)中分布更均勻，可以處理板條激光陶瓷內(nèi)部的廢熱，減小熱效應(yīng)的影響，降低板條激光陶瓷引起的被放大光束的波前畸變，同時(shí)提高板條激光陶瓷端面的抗損傷能力，實(shí)現(xiàn)固體激光器的高功率、高光束質(zhì)量的激光輸出。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明方法實(shí)施例的板條激光陶瓷制備方法的流程圖；

圖2是實(shí)例1中摻雜濃度漸變的板條激光陶瓷的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實(shí)例2中摻雜濃度漸變的板條激光陶瓷的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、摻雜區(qū)；2、非摻雜區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi)，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中激光介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生泵浦功率密度不均勻和熱應(yīng)力方面的欠缺，本發(fā)明提供了一種板條激光陶瓷的制備方法，以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)施例，提供了一種板條激光陶瓷的制備方法，圖1是本發(fā)明方法實(shí)施例的板條激光陶瓷制備方法的流程圖，如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明方法實(shí)施例的板條激光陶瓷的制備方法包括如下處理：

步驟101，在無(wú)摻雜YAG粉體中摻入激活離子，得到摻雜YAG粉體。

步驟102，利用所述無(wú)摻雜YAG粉體和所述摻雜YAG粉體按照預(yù)設(shè)的板條結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)行逐層噴涂得到板條激光陶瓷坯體，其中，每一層中每個(gè)位置所述無(wú)摻雜YAG粉體和所述摻雜YAG粉體的噴出量均根據(jù)所述預(yù)設(shè)的板條結(jié)構(gòu)得到。

步驟103，采用等靜壓成型和真空燒結(jié)工藝，將所述板條激光陶瓷坯體燒結(jié)成型，得到板條激光陶瓷。