Nd3x，Yb3y：Gd3-3x-3yGa5O12激光陶瓷粉体的制备及性能表征

论文摘要

本文探索Nd3+，Yb3+：Gd3Ga5O12（Nd,Yb：GGG）激光陶瓷的制备工艺，拟提供一种新型高效的激光工作物质。采用溶胶-凝胶法合成了Nd：GGG激光陶瓷粉体，并对粉体结构和形貌进行表征，结果表明：在1 000℃可得到GGG纯相，粒度均匀，大小约70-100nm之间，为双掺激光陶瓷粉体的制备提供一种合适的方法。采用溶胶-凝胶法和尿素共沉淀法制备Nd，Yb：GGG激光陶瓷超细粉体，探讨其反应机理及实验过程中影响因素，以TG-DTA、XRD、红外光谱、SEM电镜、TEM电镜和电子衍射等测试手段研究了粉体性能，分别在1 000℃和1 200℃煅烧5h后得到颗粒均匀、粒度小、分散性好的GGG多晶粉体。对陶瓷前驱粉体进行荧光光谱分析表明，由于电子跃迁，Nd,Yb：GGG激光陶瓷Nd3+发射和Yb3+吸收有较好的叠加带，结合GGG的立方结构，通过[(4F3/2)Nd，(2F7/2)Yb]→[(4I9／2)Nd，(2F5／2)Yb]离子间的交叉弛豫，产生了有效的Nd到Yb的能量转移，从而有可能实现激光的高效输出。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• §1.1 引言
• §1.2 激光陶瓷概述
• §1.3 激光陶瓷材料相对于激光晶体的优势
• §1.4 钆镓石榴石基质材料的晶体结构及研究现状
• §1.5 论文研究的内容、目的和意义
• 第二章 激光技术与激光器
• §2.1 激光技术
• §2.2 固体激光器的历史、发展现状及应用
• §2.3 固体激光器对工作物质的要求
• §2.4 工作物质中的激活离子
• §2.5 透明陶瓷激光器的研究进展
• 第三章 粉体的合成方法
• §3.1 气相反应法
• §3.2 液相反应法
• §3.3 固相反应法
• 第四章 溶胶-凝胶法合成Nd,Yb:GGG和Nd:GGG激光陶瓷粉体
• §4.1 粉体制备所需的原料和设备
• §4.2 SOL-GEL合成Nd,Yb:GGG陶瓷粉体
• §4.3 SOL-GEL合成Nd:GGG陶瓷粉体
• §4.4 结果与讨论
• 第五章 尿素共沉淀法合成Nd,Yb:GGG激光陶瓷粉体
• §5.1 前驱体的制备
• §5.2 超细粉体的制备
• §5.3 测试与分析
• §5.4 影响尿素共沉淀法合成GGG多晶料的因素
• §5.5 溶胶-凝胶法和共沉淀法制备Nd,Yb:GGG激光陶瓷粉体的比较
• 结论
• 一、全文总结
• 二、论文的创新点
• 三、进一步工作的展望
• 致谢
• 参考文献