Лазерная нанокерамика на основе композиционных материалов MgO-RE₂O₃, легированных ионами Tm, Ho и Er

На основе анализа спектров пропускания композитов MgO-RE2O3 разработана методика идентификации потерь на межзёренное рассеяние и рассеяние на дефектах, позволяющая выделить их вклады в полные оптические потери материала. Оптимизированы основные параметры спекания, что привело к снижению температуры формирования низкодефектной структуры до температуры 1300С и обеспечило рекордное пропускание на длине волны =1,3 мкм, равное 75,6 % и более 80 % в интервале 1,8-6,5 мкм. Измерены основные механические и термические характеристики керамик Y2O3-MgO и Lu2O3-MgO. При комнатной температуре значения теплопроводности составили 13,3 и 12,0 Вт/(м*К) соответственно. Средние коэффициенты термического расширения находятся на уровне 10,7 ppm и в пределах доверительного интервала не различаются. Разработана методика магнитореологического полирования композиционной керамики Y2O3-MgO, обеспечивающая чистоту поверхности 2 класса, шероховатость Ra = 0.6–0.7 нм и RMS = 0.8 нм. Выполнено исследование люминесценции керамик 5%Ho:Y2O3-MgO солегированных 1% Yb, Er и Tm. Установлено, что разработанные материалы обладают способностью к ап-конверсионной люминесценции при возбуждении излучением на длинах волн ~ 1 мкм и ~ 2 мкм с порогом чувствительности 0,5-1 Вт/см2 и лазерной стойкостью к излучению с пиковой мощностью до 8,5 МВт/см2, что делает их перспективными средами для визуализации инфракрасного излучения.