Con el rápido desarrollo de la tecnología láser sólida de alta potencia, los requisitos de rendimiento de los materiales dieléctricos láser aumentan día a día. Como tipo de material con propiedades físicas y químicas únicas, la cerámica transparente ha mostrado un gran potencial de aplicación en el campo del láser debido a sus ventajas de baja energía de fonones, bajo coeficiente de expansión térmica, alta conductividad térmica y bajo umbral de daño. Especialmente en la búsqueda de alta potencia, alta eficiencia y salida de pulso ultracorto de los láseres de estado sólido, los materiales cerámicos transparentes se han convertido en el foco de la investigación.
Excelentes propiedades de la cerámica transparente
Baja energía de fonones: esta característica ayuda a reducir las pérdidas de transición no radiativa durante la transmisión láser y mejorar la eficiencia del láser.
Bajo coeficiente de expansión térmica: ayuda a mantener la estabilidad dimensional del medio láser bajo operación de alta potencia, reduciendo la distorsión óptica causada por el estrés térmico.
Alta conductividad térmica: puede disipar eficazmente el calor generado durante la operación del láser, evitando la disminución del rendimiento y el daño a los componentes causado por la acumulación de calor.
Umbral de daño bajo (aquí debería escribirse erróneamente como "umbral de daño alto", corregido como "umbral de daño alto"): Ser capaz de soportar una alta intensidad de luz sin ser destruido es la clave para la preparación de láseres de alta potencia.
Tecnología de preparación de cerámica transparente
Desafío del alto punto de fusión y uso del punto de cambio de fase: el punto de fusión de este material es tan alto como 2400 ℃, lo que es difícil de preparar mediante un proceso de crecimiento de monocristal. Sin embargo, su punto de transición de fase es inferior al punto de fusión, lo que permite lograr la preparación de materiales cerámicos transparentes a una temperatura más baja de 1500 ℃ -1700 ℃ a través del proceso de preparación cerámica.
Preparación de medios de ganancia de gran volumen: el proceso de preparación cerámica no solo reduce la dificultad de la preparación, sino que también facilita la obtención de medios de ganancia de gran volumen y alta calidad, lo cual es crucial para la construcción de sistemas láser de alta potencia.
Perspectivas de aplicación del láser de alta potencia
Alta potencia de salida: la alta conductividad térmica de las cerámicas transparentes y las características de fácil preparación en grandes volúmenes proporcionan una base material para lograr una alta potencia láser.
Alta eficiencia y pulso ultracorto: sus excelentes propiedades físicas lo convierten en un material ideal para la preparación de láseres de pulso ultracorto y de alta eficiencia, que se espera promueva la amplia aplicación de la tecnología láser en la investigación científica y la industria. , médico y otros campos.
En resumen, las cerámicas transparentes han mostrado amplias perspectivas de aplicación en el campo del láser de alta potencia debido a sus propiedades físicas y químicas únicas y a su proceso de preparación relativamente simple. Con el progreso continuo de la ciencia de los materiales y la tecnología láser, los materiales cerámicos transparentes desempeñarán un papel cada vez más importante en la mejora del rendimiento del láser y la ampliación de los campos de aplicación del láser. En el futuro, al optimizar aún más el proceso de preparación, explorar nuevos sistemas de materiales y estudiar en profundidad sus propiedades físicas del láser, se espera promover la tecnología láser de alta potencia a un nuevo nivel y traer más progreso científico y tecnológico e innovación. aplicaciones para la sociedad humana.
