Mit der rasanten Entwicklung der Feststoff-Hochleistungslasertechnologie steigen die Leistungsanforderungen an dielektrische Lasermaterialien von Tag zu Tag. Als eine Art Material mit einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften hat transparente Keramik aufgrund ihrer Vorteile einer niedrigen Phononenenergie, eines niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, einer hohen Wärmeleitfähigkeit und einer niedrigen Zerstörschwelle ein großes Anwendungspotenzial im Laserbereich gezeigt. Insbesondere im Streben nach hoher Leistung, hohem Wirkungsgrad und ultrakurzer Pulsleistung von Festkörperlasern sind transparente Keramik Materialien in den Fokus der Forschung gerückt.

Hervorragende Eigenschaften transparenter Keramik

Geringe Phononenenergie: Diese Funktion trägt dazu bei, strahlungslose Übergangsverluste während der Laserübertragung zu reduzieren und die Lasereffizienz zu verbessern.

Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient: Trägt dazu bei, die Dimensionsstabilität des Lasermediums bei Hochleistungsbetrieb aufrechtzuerhalten und die durch thermische Belastung verursachte optische Verzerrung zu reduzieren.

Hohe Wärmeleitfähigkeit: Es kann die während des Laserbetriebs erzeugte Wärme effektiv ableiten und so Leistungseinbußen und Komponentenschäden durch Wärmestau vermeiden.

Niedrige Schadensschwelle (hier sollte es fälschlicherweise als „hohe Schadensschwelle“ geschrieben und als „hohe Schadensschwelle“ korrigiert werden): Der Schlüssel zur Vorbereitung von Hochleistungslasern ist die Fähigkeit, hoher Lichtintensität standzuhalten, ohne zerstört zu werden.

Herstellungstechnologie transparenter Keramik

Herausforderung durch hohen Schmelzpunkt und Nutzung des Phasenübergangspunkts: Der Schmelzpunkt dieses Materials liegt bei bis zu 2400 °C, was durch den Einkristallwachstumsprozess schwierig herzustellen ist. Sein Phasenübergangspunkt liegt jedoch niedriger als der Schmelzpunkt, was es ermöglicht, durch den Keramikherstellungsprozess die Herstellung transparenter Keramikmaterialien bei einer niedrigeren Temperatur von 1500 °C bis 1700 °C zu erreichen.

Vorbereitung großvolumiger Verstärkungsmedien: Der Keramikvorbereitungsprozess verringert nicht nur die Schwierigkeit der Vorbereitung, sondern erleichtert auch die Gewinnung großvolumiger und qualitativ hochwertiger Verstärkungsmedien, was für den Bau von Hochleistungslasersystemen von entscheidender Bedeutung ist.

Anwendungsaussichten für Hochleistungslaser

Hohe Leistungsabgabe: Die hohe Wärmeleitfähigkeit transparenter Keramiken und die Eigenschaften der einfachen Herstellung in großen Volumina bilden eine Materialbasis für die Erzielung einer hohen Laserleistung.

Hohe Effizienz und ultrakurzer Puls: Seine hervorragenden physikalischen Eigenschaften machen es zu einem idealen Material für die Herstellung hocheffizienter und ultrakurzer Pulslaser, was voraussichtlich die breite Anwendung der Lasertechnologie in der wissenschaftlichen Forschung und Industrie fördern wird , Medizin und andere Bereiche.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass transparente Keramiken aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften und des relativ einfachen Herstellungsprozesses breite Anwendungsaussichten im Bereich Hochleistungslaser gezeigt haben. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Materialwissenschaft und Lasertechnologie werden transparente Keramikmaterialien eine immer wichtigere Rolle bei der Verbesserung der Laserleistung und der Erweiterung der Laseranwendungsbereiche spielen. Durch die weitere Optimierung des Vorbereitungsprozesses, die Erforschung neuer Materialsysteme und die eingehende Untersuchung seiner laserphysikalischen Eigenschaften wird erwartet, dass die Hochleistungslasertechnologie in Zukunft auf ein neues Niveau gehoben wird und mehr wissenschaftlichen und technologischen Fortschritt und Innovation bringt Anwendungen für die menschliche Gesellschaft.