1 1.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
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
3 3.上海师范大学 物理系, 上海 200234
Ce:SrHfO3陶瓷因具有高密度和高有效原子序数, 对高能射线具有很强的阻止能力。同时, Ce:SrHfO3陶瓷还具有快衰减和高能量分辨率等优异的闪烁性能, 引起了研究人员的广泛关注。由于传统的烧结方法难以实现非立方结构Ce:SrHfO3陶瓷的透明化, 本研究采用真空长时烧结和短时真空预烧结合热等静压烧结(Hot Isostatic Pressing, HIP)方法制备Ce,Y:SrHfO3陶瓷。以金属氧化物和碳酸盐为原料, 1200 ℃下煅烧8 h可以获得平均粒径为152 nm的纯相Ce,Y:SrHfO3粉体。1800 ℃真空烧结20 h获得平均晶粒尺寸为28.6 μm的不透明的Ce,Y:SrHfO3陶瓷, 而两步烧结法可以制备光学透过率良好的Ce,Y:SrHfO3陶瓷。本研究详细分析了陶瓷致密化过程中微结构的演变, 探究了预烧结温度对Ce,Y:SrHfO3陶瓷密度、显微结构和光学透过率的影响。真空预烧(1500 ℃×2 h)结合HIP后处理(1800 ℃×3 h, 200 MPa Ar)所获得的Ce,Y:SrHfO3陶瓷在800 nm处的最高直线透过率为21.6%, 平均晶粒尺寸仅为3.4 μm。在X射线激发下, Ce,Y:SrHfO3陶瓷在400 nm处产生Ce3+ 5d-4f发射峰, 其XEL积分强度比商用锗酸铋(BGO)晶体高3.3倍, Ce,Y:SrHfO3陶瓷在1 μs门宽下的光产额约为3700 ph/MeV。良好的光学和闪烁性能可以拓宽Ce,Y:SrHfO3陶瓷在闪烁探测领域的应用。
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院， 陕西 西安 710071
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 200050
3 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室光物理重点实验室， 北京 100190
报道了激光二极管（LD）抽运的国产Yb:YAG陶瓷高功率被动调Q激光器。实验中使用半导体可饱和吸收镜（SESAM）作为调Q元件，在6.3 W的吸收抽运功率下得到了被动调Q激光脉冲输出。调Q激光脉冲的最大平均输出功率为1.24 W，脉冲宽度为2.93 μs，重复频率为31 kHz，单脉冲能量为40 μJ。国产Yb:YAG陶瓷的连续激光和调Q激光的性能研究表明，高质量国产Yb:YAG陶瓷在高功率短脉冲固体激光器方面有潜在的应用价值。
激光器 全固态激光器 被动调Q激光 二极管抽运 Yb:YAG陶瓷 中国激光
2016, 43(10): 1001007
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
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 200050
3 中国科学院物理研究所光物理重点实验室, 北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
实验研究了二极管激光器抽运的国产Yb∶YAG 陶瓷的高效率连续激光输出和波长调谐输出特性。比较了不同掺杂原子数分数(1%、2%、5%、10%、15%)和不同厚度(3、6 mm)的激光陶瓷的输出激光性质。当吸收抽运功率为6.3 W 时，在3 mm 厚15 %掺杂样品中得到了2.4 W 的连续激光输出功率，斜效率为47%。在谐振腔内插入三棱镜进行波长调谐，实验上得到的最宽波长调谐范围为1017~1095 nm。实验结果表明高质量的Yb∶YAG 陶瓷在高功率全固态超短脉冲产生和放大中具有重要的应用。
激光器 二极管抽运 Yb∶YAG 陶瓷 波长调谐 中国激光
2015, 42(12): 1202004
1 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 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
采用固相反应法、真空烧结制备了高光学质量的Ce:YAG (Ce:Y3Al5O12) 透明陶瓷，在可见光区的透射率大于80%。分别研究了不同Ce3+掺杂浓度（原子数分数分别为0.1%、0.3%、0.5%、1.0%）和不同厚度（0.5、1.0、2.0 mm）的Ce:YAG 陶瓷的流明效率，显色指数和色温等白光发光二极管(LED)性能，采用Ce:YAG 陶瓷和商业树脂进行LED 器件封装，获得了131.5 lm/W 的光效。结果表明，Ce:YAG 透明荧光陶瓷有望成为适合大功率LED 器件的荧光材料。
材料 Ce:Y3Al5O12透明陶瓷 白光LED 流明效率 器件 激光与光电子学进展
2014, 51(5): 052302
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University, Shanghai 200062, China
2 Key Laboratory of Transparent Opt-functional Inorganic Materials, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
A composite transparent YAG/Yb:YAG/YAG ceramic was prepared by a non-aqueous tape-casting method. An optical transmittance of 82% was obtained at visible wavelength and around 1100 nm. A low-threshold, broadband tunable continuous-wave (CW) laser at 1031 nm was further demonstrated from the ceramic sample, which was pumped by a 974 nm fiber-pigtailed laser diode. The threshold pump power was 0.45 W and the maximum output power was 3.2 W, corresponding to a slope efficiency of 20.4%. By inserting an SF57 prism in the laser cavity, the output wavelength could be tuned continuously from 1021 to 1058 nm.
composite transparent ceramic solid-state laser broadband tunable wavelength High Power Laser Science and Engineering
2014, 2(4): 04000e36
Author Affiliations
Abstract
1 Key Lab of Functional Crystal and Laser Technology, Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
2 School of Materials Science and Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
3 Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A high efficiency, high power diode-side-pumped quasi continuous wave (QCW) Nd:YAG ceramic rod laser at 1064 nm based on the domestic transparent ceramic is reported. The average output power of 961 W is achieved with double ceramic rods by means of a symmetrical convex-convex cavity. The optical-to-optical conversion efficiency is 38.3% and the slope efficiency is 45.3%. To the best of our knowledge, this is the highest level of efficiency achieved for the domestic Nd:YAG ceramic rod laser.
Nd:YAG陶瓷激光器 二极管侧面泵浦激光器 准连续波 140.3460 Lasers 140.3480 Lasers, diode-pumped 140.3580 Lasers, solid-state Chinese Optics Letters
2010, 8(12): 1144
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
Transparent Nd:YAG/YAG composite ceramics are synthesized by solid-state reaction method using high-purity Y2O3, Al2O3, and Nd2O3 powders as raw materials. The mixed powder compacts are sintered at 1780 C for 10 h under vacuum and annealed at 1450 C for 20 h in air. The Nd:YAG/YAG ceramics exhibit a pore free structure with an average grain size of about 30 \mum. The microstructure of the Nd:YAG/YAG composite transparent ceramics is studied and there is no interface between Nd:YAG and YAG ceramics. The Nd ion distribution in one grain is also studied, which shows that there is no segregation of Nd ions as in Nd:YAG crystals.
Nd:YAG 透明陶瓷 复合结构 微结构 160.2540 Fluorescent and luminescent materials 160.3380 Laser materials Chinese Optics Letters
2009, 7(6): 06505
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院上海硅酸盐研究所 上海 200050
实验研究了激光二极管阵列(LDA) 侧向抽运国产Nd:YAG陶瓷棒的准连续及被动调Q激光输出特性。该陶瓷激光器采用LDA侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构, 陶瓷棒抽运区域长度为20 mm,其总尺寸为3 mm×35 mm,掺杂原子数分数为～1% 。在千赫兹准连续运转条件下,当平-平谐振腔的输出耦合镜透过率为47.3%时,获得最大平均功率23 W的1064 nm激光输出,光束发散角为4.5 mrad,斜率效率达12%。在谐振腔内插入Cr4+:YAG晶体作为被动调Q开关,成功地实现了陶瓷激光器千赫兹重复频率调Q激光脉冲输出,当Cr4+:YAG晶体初始透过率为60%时,输出激光脉冲宽度(半峰全宽)可窄至14.5 ns,调Q动静比约为40%。
激光器 Nd:YAG陶瓷 激光二极管阵列 侧面抽运 被动调Q
