CNR Internal Report N. 08/2015_Preparation and characterization of transparent ceramics for High Power Laser. Study on Yb-doped YAG ceramics

Yb doped YAG ceramics are an attractive alternative for single crystal used as gain medium in High Power Laser applications. The present work offers a bibliography review about this theme and presents the results obtained during the ERASMUS traineeship done by Maxime Balestrat at CNR ISTEC in the period 13/04/2015 - 26/06/2015. Transparent 5at% Yb: YAG ceramics samples were prepared by reactive sintering of commercial oxides. Some of them were shaped by Tape Casting, the other ones were pressed after Spray-Drying. The prepared samples were observed by SEM-EDS and characterized by optical transmittance measurement. The aim of this study is to compare the two shaping processes (pressing of spray dried powders and tape casting) and two different sintering processes (high vacuum sintering and a double stage sintering process composed by high vacuum sintering followed by hot isostatic press).

I materiali ceramici a base di YAG drogato con Yb sono una interessante alternativa ai cristalli singoli come mezzo attivo nelle applicazioni laser di alta potenza. Questo rapporto interno presenta una ricerca bibliografica su questo tema ed i risultati ottenuti durante il tirocinio ERASMUS svolto da Maxime Balestrat dal 13/04/2015 al 26/06/2015. I campioni di 5at% Yb:YAG sono stati preparati attraverso il processo di sintesi reattiva di ossidi commerciali. Sono stati in parte prodotti via colaggio su nastro ed in parte mediante pressatura dopo atomizzazione. I campioni sono stati osservati al SEM-EDS e caratterizzati con misure di trasmittanza ottica. Lo scopo di questo studio è il confronto di due processi di formatura (pressatura di polveri atomizzate e colaggio su nastro) e due metodi di sinterizzazione (sinterizzazione in alto vuoto e sinterizzazione in alto vuoto seguita da pressatura isostatica a caldo).