Élaboration de céramiques transparentes fluorées activées à l'ytterbium pour application laser - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2009

Élaboration de céramiques transparentes fluorées activées à l'ytterbium pour application laser

Philippe Aubry
  • Function : Author

Abstract

This thesis deals with the elaboration of CaF2:Yb transparent ceramics for achieving new amplifier materials for high-power laser. In this area, laser ceramics are a technological breakthrough in comparison to the other current laser materials: single crystals (scaling problems) and glasses (poor thermal properties). The originality of this work is to focus on fluoride matrices which are very attractive for optical applications with their low phonon energy and wide spectral transparency window. Three routes for the synthesis of Yb-doped CaF2 nanoparticles have been developed: mecanosynthesis, the reverse micelles method and precipitation. After microstructural characterizations of powders, the precipitation was chosen: it is simple and particles meet the morphologic criteria (average size ~ 30 nm, low size dispersion...). Three different ways of sintering have been explored: vacuum sintering, hot pressing and SPS. With SEM observations, a two-step protocol has gradually emerged: a vacuum sintering, followed by a post-HIP or post-SPS treatment to eliminate the residual porosity and achieve the desired transparency.
Cette thèse porte sur l'élaboration de céramiques transparentes de CaF2 :Yb pour la réalisation de milieux amplificateurs pour laser de puissance. Dans ce domaine, les céramiques laser constituent une rupture technologique en palliant les limites des matériaux actuels - monocristaux (problèmes de dimensions accessibles) et verres (mauvaises propriétés thermiques). L'originalité du travail est de s'intéresser aux fluorures, très attractifs pour leur faible fréquence de phonons et leur large fenêtre de transparence spectrale. Trois synthèses de nanoparticules de CaF2 :Yb ont été mises au point : la mécanosynthèse, la méthode par micelles inverses et la précipitation. Après caractérisation microstructurale des poudres, la précipitation a été retenue : elle est simple et les particules répondent aux critères fixés (taille moyenne ~30 nm, faible dispersion en taille
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Dates and versions

pastel-00005255 , version 1 (05-07-2010)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00005255 , version 1

Cite

Philippe Aubry. Élaboration de céramiques transparentes fluorées activées à l'ytterbium pour application laser. Engineering Sciences [physics]. Chimie ParisTech, 2009. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00005255⟩

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