最近，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所在大尺寸、低散射損耗激光陶瓷研制中取得重要進(jìn)展。

    該所潘裕柏研究員帶領(lǐng)的透明光功能陶瓷課題組研制成功了直徑為150mm的高質(zhì)量Nd:YAG激光陶瓷盤片，其光學(xué)散射損耗僅為0.004cm-1，與Nd:YAG單晶材料相當(dāng)。中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所采用LD面陣模塊側(cè)面泵浦該課題組研制的Nd:YAG陶瓷板條，獲得了單片4.06kW準(zhǔn)連續(xù)激光輸出，光光效率為42.7%。該Nd:YAG陶瓷板條激光與美國達(dá)信公司陶瓷板條激光系統(tǒng)中單板條激光輸出功率7.5kW處于同一量級。這標(biāo)志著中國在激光陶瓷領(lǐng)域取得了重要突破，處于國際先進(jìn)水平。

    該課題組自2006年國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)Nd:YAG透明陶瓷的激光輸出后（J. Am. Ceram. Soc., 2007, 1629），在高性能激光陶瓷材料的設(shè)計、制備與性能研究中取得一系列重要的研究進(jìn)展，相繼實(shí)現(xiàn)了Yb:YAG（J. Am. Ceram. Soc., 2007, 90, 3334；Opt. Express, 2009,17, 17734；Opt. Express, 2012, 20, A489）、Tm:YAG（J. Am. Ceram. Soc., 2009, 92, 2434）、Ho：YAG（Laser Phys. Lett., 2010, 7, 351）和Er:YAG（J. Am. Ceram. Soc., 2012, 95, 1029）透明陶瓷的高效、連續(xù)激光輸出。

    該課題組成功制備了高質(zhì)量復(fù)合結(jié)構(gòu)YAG/Nd:YAG透明陶瓷，并且實(shí)現(xiàn)了連續(xù)激光輸出（Int. J. Appl. Ceram. Tech., 2008, 5, 360；J. Alloy Compd., 2012, 527, 66）。2011年，研制的單片Nd:YAG陶瓷板條實(shí)現(xiàn)了2.44kW準(zhǔn)連續(xù)激光輸出（J. Alloy Compd., 2012, 538, 258）。此外，該課題組在濕化學(xué)法制備YAG納米粉體和透明陶瓷的研究中也取得了重要進(jìn)展（J. Eur. Ceram. Soc., 2011, 31,653；J. Eur. Ceram. Soc., 2012, 32, 2971）。

    由于激光陶瓷具有制備上的優(yōu)勢，可以獲得復(fù)合結(jié)構(gòu)，因此有望解決目前高功率固體激光發(fā)展遇到的熱問題，實(shí)現(xiàn)高光束質(zhì)量、高功率激光輸出。

    上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金重大專項、國家自然科學(xué)重點(diǎn)項目、國家863項目、中國科學(xué)院方向性項目、上海市基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項目、中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所科技創(chuàng)新重大項目等的資助和支持。
          
               大尺寸Nd:YAG陶瓷板條實(shí)物照片
        
            
                   激光實(shí)驗(yàn)裝置圖