Удар новых кристаллов оксида алюминия, легированных неодимом

04.09.2018 0 Автор admin

При использовании легирующих кристаллов оксида алюминия с неодимовыми ионами инженеры из Сан-Диего разработали новый лазерный материал, способный излучать ультракороткие импульсы большой мощности.

Эта комбинация потенциально может дать меньшие, более мощные лазеры с превосходным сопротивлением термическому удару, широкой перестраиваемостью и высокими циклами работы.

Неодим и оксид алюминия являются двумя из наиболее широко используемых компонентов современных  полупроводниковых лазеров. Светоизлучающие ионы неодима используются для создания мощных лазеров. Кристаллы оксида алюминия, тип материала-хозяина для светоизлучающих ионов, могут давать лазеры с ультракороткими импульсами. Кристаллы оксида алюминия также обладают преимуществом высокой термостойкости, что означает, что они могут выдерживать быстрые изменения температуры и высоких нагрузок.

Однако комбинирование неодима и оксида алюминия для создания среды генерации является сложной задачей. Проблема в том, что они несовместимы по размеру. Кристаллы оксида алюминия обычно содержат небольшие ионы, такие как титан или хром. Ионы неодима слишком велики, и поэтому они обычно размещаются внутри кристалла, называемого иттриевым алюминиевым гранатом (YAG).

Ключом к превращению гибрида неодима и глинозема было быстрое нагревание и охлаждение двух твердых веществ вместе. Традиционно исследователи наносят оксид алюминия, плавя его другим материалом, а затем медленно охлаждают смесь, чтобы она кристаллизовалась.

«Однако этот процесс слишком медленный, чтобы работать с ионами неодима в качестве легирующей примеси — их по существу выгоняют из глиноземного хозяина, когда он кристаллизуется», —  решение заключается в ускорении ступеней нагрева и охлаждения достаточно быстро, чтобы предотвратить выход ионов неодима.