Polykristallina keramiska material erbjuder fördelar inklusive robusthet jämfört med konventionellt glas som förstärkningsmedia för solid state-lasrar:enheter som har många tillämpningar såsom laserbehandling och medicinsk kirurgi.

Nyligen, det har funnits ett förnyat intresse för fluoridkeramiska lasrar för ultrakorta pulslaseroscillatorer/förstärkare. Här, Shotaro Kitajima vid University of Electro-Communications, Tokyo, Hitoshi Ishizawa på Nikon Corporation, och kollegor rapporterar om utvecklingen av den första Yb ³⁺ -dopad CaF ₂ -LaF ₃ keramisk laser med en maximal uteffekt på 4,36 W och lutningseffektivitet på 69,5 %.

Kitajima och kollegor tillverkade CaF ₂ keramik dopad med två sällsynta jordartsmetalljoner av La och Yb från 1 kl. % La ³⁺ , 1 kl. % Yb ³⁺ till 6 kl. % La ³⁺ , 6 kl. % Yb ³⁺ . Dopningen utfördes med användning av en våt process för att blanda CaF ₂ med två sorters sällsynta jordartsmetallfluorider med medeldiametrar på 200 nm. Detta följdes av sintring först mellan 750°-900° i luft följt av den isostatiska varmpressningsmetoden mellan 700°-1000° i en inert atmosfär.

I synnerhet, den slumpmässiga orienteringen av kornens axlar i keramik förbättrar deras mekaniska robusthet, vilket är en av huvudmotivationerna för att producera CaF ₂ keramik för förstärkningsmedia.

Fynden som beskrivs i detta dokument visar att det kan vara möjligt att avsevärt förbättra de fysikaliska egenskaperna hos Yb:CaF ₂ -keramiska material för högpresterande lasergainmedia.