Реєстраційний номер
0220U101456,
0115U003688
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Створення методичної платформи для розроблення технології одержання оксидних лазерних керамік
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Толмачов Олександр Володимирович, Доктор фізико-математичних наук
Дата реєстрації
11-02-2020
Організація виконавець
Інститут монокристалів НАН України
Опис етапу
Метою проекту є cтворення методичної платформи для розроблення технології одержання оксидних лазерних керамік шляхом встановлення та дослідження факторів впливу технологічних процесів та їх значимості на властивості проміжних та кінцевих матеріалів в процесі одержання оксидної лазерної кераміки на прикладі лазерної кераміки на основі ітрій алюмінієвого гранату та іонів допантів (Nd3+, Yb3+, Cr4+). Одержання лазерних керамік YAG:Nd3+, YAG:Yb3+, YAG:Cr4+ за допомогою розроблених підходів.
Встановлено оптимальні умови гомогенізації суміші вихідних оксидів Al2O3, Y2O3, RE2O3 (RE:Nd, Gd, Yb, Er) стехіометрії гранату, вивчено вплив вихідної мезоструктури порошкових компактів на пористість, оптичні властивості та лазерні характеристики прозорої кераміки Y3Al5O12:Nd3+ (пористість–0,001 об.%, ККД–67%).
Встановлено, що процес окислення іонів Yb та Cr в кераміці YAG:Me (Me=Yb, Cr) протікає згідно моделі Яндера. Визначено енергії активації процесів окислення. Показано, що перезарядка іонів Cr в кераміці Cr4+:YAG лімітується дифузією іонів кисню в об’ємі кераміки. Встановлено, що функціональна домішка Cr2O3 зменшує швидкість формування фаз YAP та YAG в процесі спікання кераміки YAG:Cr,Са за рахунок формування проміжних фаз YCrO3 або YCr1-xAlxO3.
Встановлено, що спікаючі домішки (MgO та CaO), доцільно вводити понад стехіометричний склад гранату. Визначено оптимальні умови синтезу кераміки YAG:Сr,Mg,Ca (оптичне пропускання - 79%) (Тсинтезу=1775°C, Токис.відпалу=1300°C). Оптимальна температура отримання кераміки YAG:Cr,Mg, легованої 0,5 ат.% іонів хрому та 0,5 ат.% іонів магнію, складає 1765°С (середній розмір зерна ~ 3 мкм, лінійний коефіцієнт пропускання вище 80%). Термічний відпал кераміки призводить до переходу частини іонів Cr3+ в зарядовий стан Cr4+. Зменшення концентрації іонів Cr4+ в тетраедричному оточенні зі збільшенням температури спікання обумовлено різними механізмами компенсації заряду іонів Mg2+ в кераміці YAG:Cr,Mg, які отримано за різних температур.
Опис продукції
Визначено закономірності формування прозорої кераміки Ме:YAG (Ме=Nd, Cr) для активних елементів та пасивних модуляторів добротності твердотільних лазерів ближнього ІЧ-діапазону.
Автори роботи
Вовк Олег Михайлович
Ворона Ігор Олегович
Добротворська Марія Вікторівна
Дорошенко Андрій Григорович
Косьянов Денис Юрійович
Матвєєвська Неоніла Анатоліївна
Матейченко Павло Вікторович
Пархоменко Сергій Володимирович
Толмачов Олександр Володимирович
Явецький Роман Павлович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
