Influence of composition and defects on the properties of transparent ceramics and crystals for laser and scintillator
applications.

Accordo Coop. Scientifica CNR / AVCR

Finanziamento del: Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)  
Calls: Accordo Coop. Scientifica CNR / AVCR
Data inizio: 2013-01-01  Data fine: 2015-12-31
Budget totale: EUR 15.000,00  Quota INO del budget totale: EUR 15.000,00
Responsabile scientifico:    Responsabile scientifico per INO: Toci Guido

Principale Organizzazione/Istituzione/Azienda assegnataria: CNR – Istituto Nazionale di Ottica (INO)

altre Organizzazione/Istituzione/Azienda coinvolte:
Institute of Physics, Academy of Science, Prague, Czech Republic
Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara”, IFAC-CNR, Sesto Fiorentino (FI)

altro personale INO coinvolto:

Vannini Matteo


Abstract: Negli ultimi anni, le ceramiche ottiche trasparenti hanno raggiunto un buon livello di sviluppo, raggiungendo spesso una qualità sufficiente alla realizzazione di sistemi laser e di scintillatori. L’influenza della composizione e dei difetti sui due tipi di applicazioni è piuttosto diversa. Nei materiali laser, le caratteristiche più importanti sono le basse perdite per scattering dovute alla porosità residua e alle fasi secondarie all’interfaccia dei grani, l’assenza di meccanismi di quenching per gli stati eccitati dello ione attivo, e le proprietà termomeccaniche macroscopiche (conducibilità termica, resistenza a rottura). Per gli scintillatori, sono importanti altri aspetti come l’assenza di stati trappola o processi di decadimento a vita media lunga. L’ottimizzazione della composizione e dei metodi di preparazione per i due tipi di applicazione può quindi essere diversa. Lo scopo generale del progetto è di studiare le caratteristiche laser e di scintillazione e luminescenza di ceramiche trasparenti con varie composizioni, al fine di ottenere informazioni utili riguardo alla stechiometria, livelli di drogaggio e metodi di preparazione ottimizzati per le due applicazioni, anche per confronto con le caratteristiche dei campioni monocristallini con la stessa formulazione.

Esperimenti/Studi INO correlati:
Characterization of new materials for Solid state sources

Risultati scientifici:
1) Yb:Lu2SiO5 crystal: characterization of the laser emission along the three dielectric axes
2) A comparison of the laser performance of Yb3+:LuAG crystals with different doping levels
3) Experimental evidence of a nonlinear loss mechanism in highly doped Yb:LuAG crystal
4) A comparison of the laser performance of Yb3+: LuAG crystals with different doping levels
5) The role played on the Yb: LuAG laser performance by high doping levels and high ion excitation density
6) CW and quasi-CW laser performance of 10 at.% Yb3+:LuAG ceramic
7) Characterization of the lasing properties of a 5% Yb doped Lu2SiO5 crystal along its three principal dielectric axes