一种改善高Cr掺杂浓度YAG透明陶瓷材料透过率的方法与流程

一种改善高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料透过率的方法
技术领域
1.本发明涉及一种改善高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料透过率的方法；具体是在高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料中增加原子半径大于y的离子浓度。


背景技术：

2.调q技术又叫q开关技术，是将一般输出的连续激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率可提高几个数量级的一种技术。
3.现有的调q技术方案主要是采用nd：yag和cr：yag键合激光晶体(钕掺杂yag用于增益介质，铬掺杂yag用于q开关)，这种方案存在着一致性差、寿命低、稳定性差、加工成本高等缺点，难以满足激光雷达技术的快速发展要求。
4.采用透明陶瓷制备的方法可以一体化烧结nd：yag和cr：yag透明陶瓷，所制备的陶瓷材料一致性好，产品的加工成本较低，加工周期明显缩短。但是当cr的浓度较高的时候，由于cr离子在yag晶格中的分凝系数只有0.18，cr离子会在晶界上析出，降低透明陶瓷的透过率。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的用于调q激光的复合结构激光陶瓷的制备方法。所述的陶瓷材料为nd：yag和cr：yag复合的透明陶瓷。
6.为解决以上技术问题，本发明所采取如下技术方案：公开了一种改善高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料透过率的方法，所述方法包括如下步骤：
7.s1、采用以gd2o3取代y2o3和/或sc2o3和/或ga2o3取代yag中al2o3的方法；所述高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料的化学组成式为：cr
x
：(y，gd)3‑
x
(al，sc，ga)2(al，ga)3o
12
)；
8.s2、cr
x
：(y，gd)3‑
x
(al，sc，ga)2(al，ga)3o
12
陶瓷粉体制备方法包括固相合成、共沉淀、溶胶凝胶、燃烧合成；
9.s3、进行成型，经过脱模、冷等静压、素烧，真空烧结 热等静压烧结的方法得到cr
x
：(y，gd)3‑
x
(al，sc，ga)2(al，ga)3o
12
的透明陶瓷。
10.作为本发明实施方式的进一步改进，采用以gd2o3取代yag中y2o3，取代的量为0at％～100at％。
11.作为本发明实施方式的进一步改进，采用以sc2o3取代yag中al2o3，取代的量为0at％～40at％。
12.作为本发明实施方式的进一步改进，采用以ga2o3取代yag中al2o3，取代的量为0at％～100at％。
13.作为本发明实施方式的进一步改进，采用以sc2o3和ga2o3同时取代yag中al2o3，取代的量分别为0at％～40at％，0at％～100at％.即sc2o3 ga2o3的取代量为0at％～100at％。
14.针对这种情况，本发明提出了一种新型的改善高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料透
过率的方法，其重点在于，通过在高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料中增加原子半径大于y的离子浓度增大晶格常数，实现增加cr的分凝系数，改善透明陶瓷透过率。
具体实施方式
15.下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
16.实施例1
17.本实施例提供一种改善高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料透过率的方法，其具体包括如下步骤：
18.1、采用以gd2o3取代y2o3(材料的化学组成式为：cr
0.18
：(y
0.5
gd
0.5
)
2.82
al2al3o
12
)的方法；取代的量为50at％.
19.2、采用溶胶凝胶方法制备cr
0.18
：(y，gd)
2.82
(al，sc，ga)2(al，ga)3o
12
陶瓷粉体；
20.3、进行成型，经过脱模、冷等静压、素烧，真空烧结 热等静压烧结的方法得到cr
0.18
：(y，gd)
2.82
(al，sc，ga)2(al，ga)3o
12
的透明陶瓷。
21.实施例2
22.本实施例提供一种调q激光的复合结构激光陶瓷的制备方法，其具体包括如下步骤：
23.1、采用以ga2o3取代al2o3(材料的化学组成式为：cr
0.18
：y
2.82
al
2。5
ga
2.5
o
12
)的方法；取代的量为50at％.
24.2、采用溶胶凝胶方法制备cr
0.18
：y
2.82
al
2。5
ga
2.5
o
12
陶瓷粉体；
25.3、进行成型，经过脱模、冷等静压、素烧，真空烧结 热等静压烧结的方法得到cr
0.18
：y
2.82
al
2。5
ga
2.5
o
12
的透明陶瓷。
26.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

技术特征：
1.一种改善高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料透过率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：s1、采用以gd2o3取代y2o3和/或sc2o3和/或ga2o3取代yag中al2o3的方法，所述高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料的化学组成式为：cr
x
：(y，gd)3‑
x
(al，sc，ga)2(al，ga)3o
12
)；s2、cr
x
：(y，gd)3‑
x
(al，sc，ga)2(al，ga)3o
12
陶瓷粉体制备方法包括固相合成、共沉淀、溶胶凝胶、燃烧合成；s3、进行成型，经过脱模、冷等静压、素烧，真空烧结 热等静压烧结的方法得到cr
x
：(y，gd)3‑
x
(al，sc，ga)2(al，ga)3o
12
的透明陶瓷。2.根据权利要求1所述的改善高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料透过率的方法，其特征在于，采用以gd2o3取代yag中y2o3，取代的量为0at％～100at％。3.根据权利要求1所述的改善高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料透过率的方法，其特征在于，采用以sc2o3取代yag中al2o3，取代的量为0at％～40at％。4.根据权利要求1所述的改善高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料透过率的方法，其特征在于，采用以ga2o3取代yag中al2o3，取代的量为0at％～100at％。5.根据权利要求1所述的改善高cr掺杂浓度yag透明陶瓷材料透过率的方法，其特征在于，采用以sc2o3和ga2o3同时取代yag中al2o3，取代的量分别为0at％～40at％，0at％～100at％.即sc2o3 ga2o3的取代量为0at％～100at％。
技术总结
本发明公开了一种改善高Cr掺杂浓度YAG透明陶瓷材料透过率的方法，通过在高Cr掺杂浓度YAG透明陶瓷材料中增加原子半径大于Y的离子浓度增大晶格常数，实现增加Cr的分凝系数，改善高Cr掺杂浓度YAG透明陶瓷透过率。善高Cr掺杂浓度YAG透明陶瓷透过率。


技术研发人员：冯涛
受保护的技术使用者：苏州璋驰光电科技有限公司
技术研发日：2021.03.18
技术公布日：2021/6/29