Comparison of annealing schemes of Yb: YAG and Yb: LuAG ceramics after hot isostatic pressing

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The Yb: YAG and Yb: LuAG ceramic samples with the SiO2+B2O3 sintering additives, as well as the Yb: YAG ceramic samples with the CaO+MgO sintering additives, were obtained by reactive vacuum presintering at different temperatures followed by hot isostatic pressing (HIP) with different annealing schemes used after HIP. The optimal presintering conditions were determined, the effect of the sintering additives on the structural and optical properties of the samples was studied. The optical transmission of the samples was investigated, and the average grain size was measured. It was found that the optimal presintering temperature for Yb: YAG samples with the SiO2+B2O3 sintering additives is below 1500 °C, with CaO+MgO – in the range of 1700–1750 °C, and for Yb: LuAG samples with the SiO2+B2O3 sintering additives – in the range of 1500–1600 °C. To achieve the best optical characteristics, samples with SiO2+B2O3 sintering additives must be annealed first in vacuum and then in air after HIP. In the case of composition with CaO+MgO sintering additives, additional annealing after HIP leads to a loss of transparency by the samples.

About the authors

K. V. Lopukhin

Fryazino Branch of the Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics RAS

Email: kvl215@fireras.su
Vvedensky Squar., 1, Fryazino, Moscow Region, 141190 Russian Federation

V. V. Balashov

Fryazino Branch of the Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics RAS

Email: kvl215@fireras.su
Vvedensky Squar., 1, Fryazino, Moscow Region, 141190 Russian Federation

A. A. Efimov

Fryazino Branch of the Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics RAS

Email: kvl215@fireras.su
Vvedensky Squar., 1, Fryazino, Moscow Region, 141190 Russian Federation

S. M. Kozlova

Fryazino Branch of the Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics RAS

Email: kvl215@fireras.su
Vvedensky Squar., 1, Fryazino, Moscow Region, 141190 Russian Federation

M. N. Gerke

Vladimir State University named after Alexander and Nikolay Stoletovs

Email: kvl215@fireras.su
Gorky Str., 87, Vladimir, 600000 Russian Federation

D. A. Kochuev

Vladimir State University named after Alexander and Nikolay Stoletovs

Author for correspondence.
Email: kvl215@fireras.su
Gorky Str., 87, Vladimir, 600000 Russian Federation

References

  1. Ikesue A., Kinoshita T., Kamata K. et al. // J. Amer. Ceram. Soc. 1995. V. 78. № 4. P. 1033.
  2. doi.org/10.1111/j.1151-2916.1995.tb08433.x
  3. Ikesue A., Aung Y.L. // Nature Photonics. 2008. V. 2. № 12. P. 721.
  4. doi.org/10.1038/nphoton.2008.243
  5. Lu J., Ueda K., Yagi H. et al. // J. Alloys Compd. 2002. V. 341. № 1–2. P. 220.
  6. doi.org/10.1016/S0925-8388(02)00083-X
  7. Ikesue A., Aung Y.L., Taira T. et al. // Annual Rev. Mater. Res. 2006. V. 36. № 1. P. 397.
  8. doi.org/10.1146/annurev.matsci.36.011205.152926
  9. Brenier A., Boulon G. // J. Alloys Compd. 2001. V. 323–324. P. 210.
  10. doi.org/10.1016/S0925-8388(01)01112-4
  11. Dong J., Ueda K., Yagi H. et al. // Laser Phys. Let. 2009. V. 6. № 4. P. 282.
  12. doi.org/10.1002/lapl.200810136
  13. Luo D., Zhang J., Xu C. et al. // Opt. Mater. 2012. V. 34. № 6. P. 936.
  14. doi.org/10.1016/j.optmat.2011.04.017
  15. Tang F., Cao Y., Guo W. et al. // Opt. Mater. 2011. V. 33. № 8. P. 1278.
  16. doi.org/10.1016/j.optmat.2011.02.049
  17. Wu Y., Li J., Pan Y. et al. // J. Amer. Ceram. Soc. 2007. V. 90. № 10. P. 3334.
  18. doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.01885.x
  19. Luo D., Zhang J., Xu C. et al. // Opt. Mater. Express. 2012. V. 2. № 10. P. 1425.
  20. doi.org/10.1364/OME.2.001425
  21. Ikesue A., Furusato I., Kamata K. // J. Amer. Ceram. Soc. 1995. V. 78. № 1. P. 225.
  22. doi.org/10.1111/j.1151-2916.1995.tb08389.x
  23. Awaad M. // J. Ceram. Sci. Technol. 2012. V. 3. № 1. P. 35.
  24. doi.org/10.4416/JCST2012-00043
  25. Frage N., Kalabukhov S., Sverdlov N. et al. // Ceram. Int. 2012. V. 38. № 7. P. 5513.
  26. doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.03.066
  27. Frage N., Kalabukhov S., Sverdlov N. et al. // J. Europ. Ceram. Soc. 2010. V. 30. № 16. P. 3331.
  28. doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.08.006
  29. Sokol M., Kalabukov S., Kasiyan V. et al. // J. Amer. Ceram. Soc. 2016. V. 99. № 3. P. 802.
  30. doi.org/10.1111/jace.14051
  31. Lagny M., Böhmler J., Lemonnier S. et al. // Open Ceram. 2024. V. 18. P. 100570.
  32. doi.org/10.1016/j.oceram.2024.100570
  33. Bigotta S., Galecki L., Katz A. et al. // Opt. Express. 2018. V. 26. № 3. P. 3435.
  34. doi.org/10.1364/OE.26.003435
  35. Ikesue A., Aung Y.L. // J. Amer. Ceram. Soc. 2017. V. 100. № 1. P. 26.
  36. doi.org/10.1111/jace.14588
  37. Zhang P., Jiang B., Fan J. et al. // Opt. Mater. Express. 2015. V. 5. № 10. P. 2209.
  38. doi.org/10.1364/OME.5.002209
  39. Jiang B., Lu X., Zeng Y. et al. // Phys. Stat. Sol. C. 2013. V. 10. № 6. P. 958.
  40. doi.org/10.1002/pssc.201300016
  41. Kravtsov A.A., Chapura O.M., Tarala V.A. et al. // J. Europ. Ceram. Soc. 2025. V. 45. № 3. P. 117033.
  42. doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2024.117033
  43. Lee S., Kupp E.R., Stevenson A.J. et al. // J. Amer. Ceram. Soc. 2009. V. 92. № 7. P. 1456.
  44. doi.org/10.1111/j.1551-2916.2009.03029.x
  45. Tian F., Chen C., Liu Y. et al. // Opt. Mater. 2020. V. 101. P. 109728.
  46. doi.org/10.1016/j.optmat.2020.109728
  47. Nie Y., Liu Y., Zhao Y., Zhang M. // Opt. Mater. 2015. V. 46. P. 203.
  48. doi.org/10.1016/j.optmat.2015.04.019
  49. Xu X., Zhao Z., Zhao G. et al. // J. Crystal Growth. 2003. V. 257. № 3–4. P. 297.
  50. doi.org/0.1016/S0022-0248(03)01455-6
  51. Wang X., Liu Y., Zhao P. et al. // J. Appl. Phys. 2015. V. 117. № 15. P. 153104.
  52. doi.org/10.1063/1.4918550
  53. Tang F., Huang J., Guo W. et al. // Opt. Mater. 2012. V. 34. № 5. P. 757.
  54. doi.org/10.1016/j.optmat.2011.10.015
  55. Jiang N., Ouynag C., Liu Y. et al. // Opt. Mater. 2019. V. 95. P. 109203.
  56. doi.org/10.1016/j.optmat.2019.109203
  57. Zhang Y., Cai M., Jiang B. et al. // Opt. Mater. Express. 2014. V. 4. № 10. P. 2182.
  58. doi.org/10.1364/OME.4.002182
  59. Lu Z., Lu T., Wei N. et al. // Opt. Mater. 2015. V. 47. P. 292.
  60. doi.org/10.1016/j.optmat.2015.05.043
  61. Lapin V.A., Kravtsov A.A., Suprunchuk V. et al. // Opt. Mater. 2024. V. 157. P. 116353.
  62. doi.org/10.1016/j.optmat.2024.116353
  63. Helle A.S., Easterling K.E., Ashby M.F. // Acta Metall. 1985. V. 33. № 12. P. 2163.
  64. doi.org/10.1016/0001-6160(85)90177-4
  65. Kwon O.-H., Messing G.L. // Acta Metall. Mater. 1991. V. 39. № 9. P. 2059.
  66. doi.org/10.1016/0956-7151(91)90176-2

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».