В связи с быстрым развитием твердотельных лазеров высокой мощности требования к характеристикам лазерных диэлектрических материалов растут с каждым днем. Прозрачная керамика, как материал с уникальными физическими и химическими свойствами, показала большой потенциал применения в области лазеров благодаря своим преимуществам: низкой энергии фононов, низкому коэффициенту теплового расширения, высокой теплопроводности и низкому порогу повреждения. В частности, в поисках высокой мощности, высокой эффективности и сверхкороткой импульсной мощности твердотельных лазеров в центре внимания исследований оказались прозрачные керамические материалы.
Превосходные свойства прозрачной керамики
Низкая энергия фононов: эта функция помогает уменьшить безызлучательные переходные потери во время лазерной передачи и повысить эффективность лазера.
Низкий коэффициент теплового расширения: помогает поддерживать стабильность размеров лазерной среды при работе на высокой мощности, уменьшая оптические искажения, вызванные тепловым напряжением.
Высокая теплопроводность: эффективно рассеивает тепло, выделяемое во время работы лазера, избегая снижения производительности и повреждения компонентов, вызванных накоплением тепла.
Низкий порог повреждения (здесь его следует неправильно написать как «высокий порог повреждения», исправить как «высокий порог повреждения»): Способность выдерживать высокую интенсивность света без разрушения является ключом к созданию мощных лазеров.
Технология приготовления прозрачной керамики
Проблема высокой температуры плавления и использования точки фазового перехода: температура плавления этого материала достигает 2400°С, что трудно получить с помощью процесса выращивания монокристаллов. Однако его точка фазового перехода ниже температуры плавления, что позволяет добиться получения прозрачных керамических материалов при более низкой температуре 1500-1700°С в процессе приготовления керамики.
Подготовка усиливающих сред большого объема. Процесс подготовки керамики не только снижает сложность подготовки, но также позволяет легко получать усиливающие среды большого объема и высокого качества, что имеет решающее значение для создания мощных лазерных систем.
Перспективы применения лазера высокой мощности
Высокая выходная мощность: высокая теплопроводность прозрачной керамики и возможность легкого изготовления больших объемов обеспечивают материальную основу для достижения высокой мощности лазера.
Высокая эффективность и ультракороткий импульс: его превосходные физические свойства делают его идеальным материалом для изготовления высокоэффективных лазеров с ультракороткими импульсами, что, как ожидается, будет способствовать широкому применению лазерных технологий в научных исследованиях и промышленности. , медицина и другие области.
Таким образом, прозрачная керамика показала широкие перспективы применения в области мощных лазеров благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам и относительно простому процессу изготовления. Благодаря постоянному прогрессу материаловедения и лазерных технологий прозрачные керамические материалы будут играть все более важную роль в улучшении характеристик лазеров и расширении областей применения лазеров. Ожидается, что в будущем за счет дальнейшей оптимизации процесса подготовки, изучения новых систем материалов и углубленного изучения их лазерных физических свойств планируется вывести мощные лазерные технологии на новую высоту, а также обеспечить больший научно-технический прогресс и инновационные разработки. приложения для человеческого общества.
