透明激光陶瓷er(ybla)2o3的制备及其光谱性能研究-硅酸盐学报

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1、真空烧结技术制备Er:(Yb1–xLax)2O3透明陶瓷杨晓敏，朱忠丽(长春理工大学化学与环境工程学院，长春130022)摘要：采用冷等静压-真空烧结技术制备尺寸为f10mm×lmm的Er:(Yb1–xLax)2O3陶瓷。通过分析粉体的X射线衍射谱和陶瓷的扫描电子显微镜照片，确定陶瓷制备条件为：在1750℃烧结20h和在1450℃退火20h。陶瓷样品在可见光波段透过率为50%左右，在近红外波段透过率最高达到82%。测试了陶瓷的吸收光谱、发射光谱和上转换发射光谱，并探讨了上转换发光机制。结果表明：陶瓷在977nm处有强吸收，发射最强峰在1

2、545nm处，上转换发出较强的绿光(542nm)和蓝光(484nm)。关键词：冷等静压—真空烧结；掺铒氧化镧镱陶瓷；烧结工艺；吸收光谱；上转换发射光谱PreparationofEr:(Yb1–xLax)2O3TransparentCeramicbyVacuumSinteringTechniqueYANGXiaomin，ZHUZhongli(ChangchunUniversityofScienceandTechnology,ChemistryandEnvironmentalEngineeringCollege,Changchun13002

3、2,China)Abstract:Er:(Yb1–xLax)2O3transparentceramicsamplewiththesizeoff10mm×lmmwasfabricatedbyacoldisostaticpressing-vacuumsinteringtechnique.TheceramicsamplewascharacterizedbyX-raydiffractionandscanningelectronmicroscopy.Thesamplecouldbepreparedunderoptimalconditions(i.

4、e.,sinteringtemperatureof1750℃andsinteringdurationof20h,annealingtemperatureof1450℃andannealingtimeof20h).Thetransmittanceofceramicinavisablebondis50%andthemaximumtransmittanceinamid-infraredbondis82%.Theup-conversionmechanismofthesamplewasanalyzedviaabsorptionspectra,em

5、issionspectraandup-conversionemissionspectra.Theresultsindicatethattheceramicsamplehasamostintensiveabsorptionat977nm,thestrongestemissionpeakislocatedat1545nm,andtheup-conversionemissionspectrashowintensegreenandblueemissions.Keyword:coldisostaticpressing-vacuumsinterin

6、g;erbium-dopedlanthanumytterbiumoxide;ceramic;sinteringtechnics;absorptionspectra;upconversionspectra随着抽运源InGaAs二极管(发射波长为0.9~1.1μm)的输出功率和稳定性升高且价格下降，以及人们对激光器高效、高功率、小型化、集成化的追求，兴起了掺Yb3+激光材料的研究[1]。Er:(Yb1-xLax)2O3可以看做是Er,Yb:(Y1-xLax)2O3晶体中Yb3+100%掺杂的产物，属于自激活晶体，该晶体有效避免了因Yb3+和

7、Y3+半径不同而导致的晶格畸变，且由于Yb3+掺杂浓度很高，大大提高了激光器的效率。目前，关于掺稀土的(Yb2-2xLa2x)O3透明陶瓷的报道较少。张斌等采用传统陶瓷制备工艺制备(Y1-xLax)2O3，证实掺杂La3+可显著降低Y2O3陶瓷烧结温度[2]。Balabanov等采用微收稿日期：2015–01–10。修订日期：2015–03–11。基金项目：吉林省科技发展计划(20120223)资助。第一作者：杨晓敏(1990—)，女，硕士研究生。通信作者：朱忠丽(1972—)，女，博士，教授。Receiveddate:2015–01–

8、10.Reviseddate:2015–03–11.Receiveddate:2015–01–10.Approveddate:2015–03–11.Firstauthor:YANGXiaomin(1990–