Forskere fremstiller gennemsigtig keramik af høj kvalitet

Mid-infrarøde lasere er blevet meget brugt til billeddannelse, opdagelse, diagnostik, miljøovervågning, medicin, industri, forsvar og andre. Til mellem-infrarøde lasersystemer, materialer med lav phonon energiforstærkning er nøglefaktorer.

Blandt disse mid-infrarøde materialer, Eh ³⁺ -doteret CaF ₂ transparent keramik er lovende kandidatmaterialer på grund af deres ultralave fononenergi samt fremragende fysiske, kemisk, og optiske egenskaber, som hurtigt tiltrækker forskernes opmærksomhed. Imidlertid, traditionelle tilberedningsmetoder kan ikke opnå Er ³⁺ -doteret CaF ₂ gennemsigtig keramik.

For nylig, et forskerhold ledet af prof. Zhang Long fra Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics ved det kinesiske videnskabsakademi har udviklet en Er af høj kvalitet ³⁺ -doteret CaF ₂ gennemsigtig keramik ved enkeltkrystalkeramisering. Deres undersøgelse blev offentliggjort i Journal of the European Ceramic Society.

I denne forskning, forskerne voksede de 3 at% Er ³⁺ -doteret CaF ₂ enkeltkrystal ved hjælp af temperaturgradientteknikken (TGT). Enkeltkrystallen blev skåret i 5*5*3 mm ³ cuboid, og puttes i en grafitform. Det gennemgik plastisk deformation og varmpressende sintring i en vakuum varmpresseovn, hvorefter forskerne opnåede Er ³⁺ -doteret CaF ₂ gennemsigtig keramik. Den keramiske prøve blev poleret til 1 mm til karakterisering.

De opdagede, at Er ³⁺ -doteret CaF ₂ transparent keramik har en tydelig polykrystallinsk struktur, perfekt transmission, og fremragende mid-infrarød ydeevne, overlegen i forhold til den varmpressede og varmformede Er ³⁺ -doteret CaF ₂ keramik.

Ud over, papiret diskuterer den indflydelsesrige faktor for den lille ændring af Er ³⁺ -doteret CaF ₂ transparent keramik i optisk ydeevne.