1、釓鎵石榴石(簡稱 GGG)具有優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)和機械性能，是一種優(yōu)秀的功能材料，摻入激活離子后還是優(yōu)秀的激光材料，不同激活離子可以發(fā)出不同波長的激光。Yb∶GGG晶體具有吸收峰寬、閾值低、增益大和效率高的優(yōu)點，是一種有良好應(yīng)用前景的激光晶體。Nd∶GGG適合于半導(dǎo)體激光泵浦，可實現(xiàn)連續(xù)和脈沖激光運轉(zhuǎn)，是高平均功率固體激光器的優(yōu)選材料。但是單晶制作成本很高，高摻雜困難，生長單晶尺寸也受到很大限制。相對于單晶而言，透明陶瓷因為制備周期短、生產(chǎn)

2、成本低、生產(chǎn)效率高，而且易獲得大尺寸、易于加工、摻雜濃度高等優(yōu)點，因此成為近年來材料領(lǐng)域的一個研究熱點。
　　 本文主要以Yb∶GGG粉體及陶瓷為研究對象。研究了不同工藝制備Yb∶GGG、Nd∶GGG納米粉體的性能，確定了納米粉體最佳制備工藝條件。研究了制備工藝條件、Yb離子摻雜濃度等對Yb∶GGG陶瓷性能的影響。利用熱重/差熱分析(TG/DTA)、紅外光譜(IR)、X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、

3、電子能譜(EDS)、熒光光譜等技術(shù)對前驅(qū)物、納米粉體及陶瓷進(jìn)行表征。
　　 1.Yb∶GGG納米陶瓷粉體的制備
　　 采用共沉淀法首次制備出Yb∶GGG納米陶瓷粉體。以碳酸氫銨為沉淀劑，并與硝酸鹽的混合溶液反應(yīng)得到NH4MO(OH)HCO3(M=yb3+、Ga3+、Gd3+)前驅(qū)體，在900℃下保溫8h得到純GGG晶相；研究分散劑、反應(yīng)物初始濃度、pH值、yb3+摻雜濃度等對粉體的形貌以及發(fā)光性能的影響。(NH4)2SO

4、4的引入提高了納米粉體的分散性，粉體顆粒分布均勻，平均粒徑在80nm左右；樣品于979nm有較強的吸收峰，是基態(tài)向2F5/2能級的躍遷；發(fā)射最強峰1033nm處為yb3+離子2F7/2-2F5/2躍遷的熒光譜線。yb3+離子的最佳摻雜濃度為10.0at.％。
　　 采用低溫燃燒法首次制備出Yb∶GGG納米粉體。以檸檬酸為燃料制成的凝膠于500℃使之發(fā)生燃燒反應(yīng)，再將燃燒產(chǎn)物于900℃煅燒8h后，為GGG的單相粉體。獲得的顆粒呈球

5、形或類球形，平均粒徑在47nm左右。
　　 2.Nd∶GGG納米陶瓷粉體的制備
　　 采用共沉淀法、溶膠-凝膠低溫燃燒法合成了Nd∶GGG納米粉體。共沉淀法制備的前驅(qū)體于900℃煅燒8h得到了粉體粒徑范圍在70～90nm之間、形狀為球形或類球形純GGG晶相；溶膠-凝膠低溫燃燒法制的前驅(qū)物于900℃、保溫8h直接得到純的GGG晶相。粉體粒徑小于100nm，粒徑分布范圍較大，有一定的團(tuán)聚現(xiàn)象。
　　 3.Yb∶GGG