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透明激光陶瓷为新型激光增益介质 未来应用前景广阔

2023-12-29 11:55      责任编辑:王昭    来源:www.newsijie.com    点击:
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透明激光陶瓷为新型激光增益介质 未来应用前景广阔

  透明激光陶瓷是一种以激光增益介质为特性的新型材料。透明激光陶瓷可吸收能量并在特定的光波长下发出激光,目前其已实现千瓦级激光输出,正不断向兆瓦级方向发展。透明激光陶瓷光学性能、物理机械性能优异,可用于制备高功率、大能量激光器及光学器件,在国防军工、航天航空、电子电气、精密加工、医学显示、核聚变、空间能量收集等领域应用前景广阔。

  透明激光陶瓷是透明陶瓷的一种。透明陶瓷是一种新型无机材料,也是近年来无机材料领域研究重点之一,2022年,全球透明陶瓷市场规模为28.6亿元。透明陶瓷粉体制备方法有化学共沉淀法、醇盐水解法、固相反应合成法等,全球范围内,透明陶瓷核心技术主要掌握在美、日、德的企业手中,包括德国CeramTec ETEC、日本神岛化学、美国CoorsTek等。

  根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年激光透明陶瓷行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示,我国激光透明陶瓷研究机构及院校有上海硅酸盐研究所、东北大学、山东大学、四川大学等,其中以上海硅酸盐研究所为代表。我国激光透明陶瓷研究起步较晚,但经过多年技术积累,目前已达到国际先进水平。

  陶瓷材料是制备高功率固体激光增益介质的首选材料,Nd3+、Yb3+等稀土离子掺杂的YAG、Tm3+、Ho3+等稀土离子掺杂的CaF2是目前激光透明陶瓷主要代表,如掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)、掺钕氧化镧钇(Nd:Y1)激光透明陶瓷等。

  Nd:YAG陶瓷是一种性能优异的固体激光器增益介质,其发射的激光可穿透6mm左右的人体组织,在医疗美容、军工、科研等领域应用广泛。全球Nd:YAG陶瓷供应商有美国II-VI、德国ALPHALAS、立陶宛EKSMA、日本Lasertec、成都晶九科技、北京雷生强式、福州聚光光电等。

  激光透明陶瓷相关制备方法有加热法、热等离子体法、溶胶-凝胶法等。优化原料配比是提高激光透明陶瓷性能的关键,常见的优化原料配比方法有引入掺杂剂、引入纳米颗粒、控制氧含量、反复验证、基础配方研究等。

  新思界行业分析人士表示,透明激光陶瓷是制造陶瓷激光器的关键材料,目前其已在固体激光器、光纤激光器中得到广泛应用,随着研究深入,透明激光陶瓷应用场景有望持续扩展。但作为新型激光材料,透明激光陶瓷行业发展也面临着光学损耗难以控制、材料性能不均衡、市场认知度不足、相关标准不完善等问题。

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