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早在20世紀(jì)60年代，科學(xué)家已經(jīng)提出高純各向同性的致密陶瓷具有與單晶相當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)性質(zhì)。1966年，E. Carnall等采用真空熱壓燒結(jié)技術(shù)制備了光學(xué)透明的Dy:CaF₂陶瓷，并且在液氮溫度下實(shí)現(xiàn)了激光振蕩，其激光閾值與單晶相似。1972年，R. C. Anderson等開發(fā)出了NDY (Nd doped Yttralox)陶瓷激光器。隨后的兩年中，C. Greskovich等用傳統(tǒng)的陶瓷燒結(jié)方法制備了更高質(zhì)量的NDY透明陶瓷，其激光閾值和斜率效率與當(dāng)時(shí)的釹玻璃相近。在隨后的20余年中，陶瓷激光材料并沒有受到關(guān)注，因?yàn)槠湫阅懿患皢尉Ш筒ＡЩ|(zhì)材料。在早期的Nd:YAG透明陶瓷樣品中，缺陷濃度高（特別是微氣孔），在短波區(qū)有很強(qiáng)的散射損耗。這樣也就不難理解為何Nd:YAG透明陶瓷在激光振蕩區(qū)(1064nm處)有很高的透過率，但仍未能實(shí)現(xiàn)激光輸出。因?yàn)樵摌悠吩诙滩▍^(qū)的透過率不高，光吸收系數(shù)較大，亦即存在一定濃度的光散射中心，導(dǎo)致光學(xué)諧振腔損耗增加，并使各模式相互耦合產(chǎn)生新的本征模式，從而提高激光振蕩閾值、降低斜率效率，以及增加光束的發(fā)散度。但在優(yōu)質(zhì)的光學(xué)晶體中，由于缺陷濃度低，由散射引起的總吸收系數(shù)隨波長的變化不明顯。1995年，激光透明陶瓷才取得突破性的進(jìn)展，日本學(xué)者A. Ikesue等采用固相反應(yīng)法制備出了高質(zhì)量的Nd:YAG透明陶瓷，其折射率、熱導(dǎo)率、硬度等物理性能與Nd:YAG單晶相似。同時(shí)他們研制出世界上第一臺Nd:YAG陶瓷激光器，用輸出功率為600mW，輸出波長為808nm的LD，采用端面泵浦技術(shù)泵浦1.1at%Nd:YAG透明陶瓷，其激光閾值僅比單晶稍高，斜率效率為28%，激光最大輸出功率為70mW。隨后A. Ikesue的研究小組系統(tǒng)地研究了釹離子濃度對Nd:YAG透明陶瓷光學(xué)性能的影響、Nd:YAG激光透明陶瓷中的散射中心以及#p#分頁標(biāo)題#e#Nd:YAG透明陶瓷中氣孔體積對激光性能的影響。1999年，日本神島化學(xué)公司T. Yanagitani的研究小組采用納米技術(shù)和真空燒結(jié)方法制備了高質(zhì)量的Nd:YAG透明陶瓷，其吸收、發(fā)射和熒光壽命等光學(xué)特性與單晶幾乎一致。2000年，神島化學(xué)公司和日本電氣通信大學(xué)的K. Ueda的研究小組一起首次用這種方法實(shí)現(xiàn)了高效激光輸出。基于這一技術(shù)，日本的神島化學(xué)公司、日本電氣通信大學(xué)、俄羅斯科學(xué)院的晶體研究所等聯(lián)合開發(fā)出一系列二極管泵浦的高功率和高效率固體激光器，激光輸出功率從31W提高到72W、88W和1.46 KW，光－光轉(zhuǎn)化效率從14.5%提高到28.8%、30%和42%。2005年底，美國達(dá)信公司的研究人員研制的Nd:YAG陶瓷激光器獲得了5kW的功率輸出，持續(xù)工作時(shí)間為10s。2006年底，美國利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的固態(tài)熱容激光器采用日本神島化學(xué)公司提供的板條狀Nd:YAG透明陶瓷實(shí)現(xiàn)了67kW的功率輸出，持續(xù)工作時(shí)間為10s。近年來， Nd:Y₂O₃、Nd:Lu₂O₃、Yb:Sc₂O₃、Yb:Y₂O₃，Yb:Y₃ScAl₄O₁₂等高質(zhì)量透明陶瓷又相繼被制備出來，并且實(shí)現(xiàn)了激光輸出。

    目前，日本神島化學(xué)公司制備的高質(zhì)量Nd:YAG激光透明陶瓷在世界范圍內(nèi)是領(lǐng)先的。世界上其它國家也投入了大量的人力、物力和財(cái)力去開展這一項(xiàng)研究工作，并取得了一定的進(jìn)展。國內(nèi)研究激光透明陶瓷的單位包括中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、東北大學(xué)、山東大學(xué)晶體材料研究所、福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所、中非人工晶體研究院、四川大學(xué)、上海大學(xué)等。#p#分頁標(biāo)題#e#