Les matériaux céramiques polycristallins offrent des avantages tels que la robustesse par rapport au verre conventionnel en tant que support de gain pour les lasers à solide :des dispositifs qui trouvent de nombreuses applications telles que le traitement au laser et la chirurgie médicale.

Récemment, il y a eu un regain d'intérêt pour les lasers à céramique fluorée pour les oscillateurs/amplificateurs laser à impulsions ultracourtes. Ici, Shotaro Kitajima à l'Université d'Électro-Communications, Tokyo, Hitoshi Ishizawa chez Nikon Corporation, et ses collègues rendent compte du développement du premier Yb ³⁺ -dopé CaF 2 -LaF 3 laser céramique avec une puissance de sortie maximale de 4,36 W et une efficacité de pente de 69,5%.

Kitajima et ses collègues ont fabriqué CaF 2 céramiques dopées avec deux ions de terres rares de La et Yb à partir de 1 at. % La ³⁺ , 1 à. % Yb ³⁺ à 6 à. % La ³⁺ , 6 à. % Yb ³⁺ . Le dopage a été réalisé en utilisant un procédé humide pour mélanger le CaF 2 avec deux types de fluorures de terres rares avec des diamètres moyens de 200 nm. Ceci a été suivi par un premier frittage entre 750°-900° dans l'air suivi par le procédé de pressage isostatique à chaud entre 700°-1000° dans une atmosphère inerte.

Notamment, l'orientation aléatoire des axes des grains en céramique améliore leur robustesse mécanique, qui est l'une des principales motivations pour produire CaF 2 céramique pour gaine média.

Les résultats décrits dans cet article montrent qu'il peut être possible d'améliorer considérablement les propriétés physiques de Yb :CaF 2 -matériaux céramiques pour supports à gain laser haute performance.