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Ceramici trasparenti a base di sesquiossidi drogati con tulio per laser ad alta classe energetica che operano nel regime dei nanosecondi e a temperatura criogenica
Responsabile: Valentina Biasini
Personale coinvolto: Laura Esposito, Jan Hostaša, Andreana Piancastelli, Francesco Picelli
Data inizio: 01/01/2020
Durata: 36 mesi
Progetto co-finanziato dal Accordo bilaterale tra CNR e Czech Academy of Science
Co-finanziamento: 12 000 €
Bando/Action: CNR/CAS triennio 2019-2021
Consorzio: CNR-ISTEC e HiLASE Centre, Institute of Physics, Czech Academy of Science
Lo scopo del progetto è lo sviluppo di sesquiossidi trasparenti drogati con Tm da utilizzare nei laser ad alte energie che lavorano a temperature criogeniche nel regime dei nanosecondi.
Le sorgenti laser allo stato solido che operano intorno ai 2 μm hanno numerose applicazioni che includono i LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging), i sensori di gas, i trattamenti medici e le sorgenti di radiazione di pompaggio per gli oscillatori parametrici ottici (OPOs). Queste potenzialità hanno stimolato intense attività di sviluppo di nuovi mezzi di guadagno laser che emettano intorno a 2 μm di lunghezza d’onda. I sesquiossidi drogati con Tm3+, come Tm:Lu2O3, Tm:Y2O3, e Tm:Sc2O3, sono materiali emergenti e, grazie alle eccellenti proprietà termo-meccaniche, sono anche adatti alle applicazioni che necessitano dell’incremento della potenza massima. La crescita dei sesquiossidi come cristalli singoli è molto complicata. D’altra parte, essi possono essere prodotti in forma di policristalli, cioè ceramici, che, grazie alla struttura cristallina cubica ed alla isotropia ottica, possono essere otticamente trasparenti. Per queste ragioni, questo progetto è rivolto allo sviluppo di ceramici trasparenti a base di ossido di ittrio drogato con Tulio (Tm:Y2O3) privi di difetti.
Saranno prodotti componenti ceramici a base di ossido di ittrio con diversi livelli di drogaggio utilizzando polveri di ossidi commerciali come materie prime, diversi additivi di sinterizzazione e diverse condizioni di sinterizzazione.
Presso l’infrastruttura di ricerca laser HiLASE, verranno eseguiti esperimenti laser a temperature criogeniche per valutare l’adeguatezza di questi materiali ai laser ad alta energia pompati a diodo. I sesquiossidi prodotti saranno testati in risuonatori laser per studiare l’impatto sulle prestazioni laser
In regime continuo e impulsato (active and passive Q-switching) a temperature criogeniche.
