Ученые из отдела оптических наук Лаборатории военно-морских исследований сообщают об успешной демонстрации нового высокоэффективного керамического лазера, который одновременно является легким и компактным для использования как в военных, так и в гражданских целях.
По словам доктора Джаса Сангеры, старшего научного сотрудника программы, «твердотельные кристаллические лазеры идеально подходят для приложений, где важны легкие и компактные лазерные приложения . Но их трудно выращивать из-за проблем с ростом при высоких температурах. которые ограничивают размер и качество. Однако исследователи из нашего отделения оптических материалов и устройств преодолели эти проблемы, разработав процесс низкотемпературной керамизации для изготовления этих труднорастущих материалов, обеспечивающих высокое оптическое качество ».
Этот новый процесс позволяет уплотнять или спекать нанопорошок высокой чистоты при температуре ~ 65% от температуры плавления. Это позволяет избежать традиционных высокотемпературных проблем, связанных с реакциями в тигле, испарением и фазовыми переходами , что позволяет изготавливать полностью плотный и прозрачный керамический материал с оптическим качеством, аналогичным монокристаллам. Этот процесс был применен к YAG, твердому синтетическому иттриево-алюминиевому гранату, используемому в лазерной технологии, который является рабочей лошадкой сообщества твердотельных лазеров.
Полученная керамика была получена путем синтеза нанопорошков Lu 2 O 3, легированных Yb 3+ сверхвысокой чистоты , которые затем подвергались горячему прессованию с получением высокопрозрачной керамики Yb 3+ : Lu 2 O 3 . Керамика продемонстрировала генерацию на длине волны 1080 нм с мировым рекордом эффективности 74%. «Этот результат замечателен, учитывая высокий уровень легирования 10 процентов Yb 3+ . Он открывает путь для лазеров на тонких дисках, таких как лазеры на основе Yb 3+. при 1 мкм, это будет иметь небольшую длину пути (100 мкм), высокие концентрации примесей (~ 10%) и потенциал для короткоимпульсных лазеров с высокой пиковой мощностью TW и лазеров с высокой средней мощностью в несколько киловатт, которые подходят для очень Применение мощных лазеров на борту военных платформ, а также для резки и сварки в коммерческих целях », - заключает Сангера.
