激光陶瓷材料具有優(yōu)異的化學(xué)、熱學(xué)、機械和光學(xué)性能，被認為是下一代高性能新興激光增益材料。近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所激光與紅外材料實驗室在堿土氟化物激光陶瓷研究方面取得進展。相關(guān)成果發(fā)表于《美國陶瓷學(xué)會會刊》（Journal of the American Ceramic Society）。

堿土氟化物激光陶瓷材料具有低的聲子能量、小的非線性折射率、高的稀土離子摻雜、優(yōu)異的熱學(xué)和機械性能，是優(yōu)異的中紅外激光增益材料，有望用于科研、醫(yī)療、工業(yè)等各個領(lǐng)域。然而現(xiàn)有的堿土氟化物激光陶瓷的制備方法會導(dǎo)致陶瓷中氣孔殘留，從而導(dǎo)致大的散射損耗，所以至今為止堿土氟化物激光陶瓷的應(yīng)用局限性非常大，獲得無氣孔殘留的高質(zhì)堿土氟化物激光陶瓷意義重大。

研究團隊通過單晶陶瓷化技術(shù)，利用堿土氟化物晶體的深度塑性形變，設(shè)計并制備了高光學(xué)質(zhì)量零氣孔的Er:CaF2中紅外激光陶瓷。該樣品表現(xiàn)出與前驅(qū)體單晶相似的透過率和中紅外光譜性能。此外，由于晶界的引入，該樣品有效提升了機械性能，克服了傳統(tǒng)陶瓷所面臨的氣孔問題。該工作為高質(zhì)量堿土氟化物激光陶瓷的制備提供了新途徑。

相關(guān)工作得到了上海市揚帆計劃、中國博士后面上基金、中國博士后特別資助等項目的支持。

論文鏈接：https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jace.17308

Er:CaF2陶瓷和前驅(qū)體單晶常溫線性透射光譜圖