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Concept
Céramique transparente
Résumé
vignette|Tige de YAG dopé au néodyme, matériau utilisé dans les lasers Nd:YAG.
Une céramique transparente est une céramique qui, cristalline ou vitreuse, se caractérise par un coefficient de transmission élevé des ondes électromagnétiques dans une gamme de longueurs d'onde incluant généralement la lumière visible. L'alumine en est un exemple bien connu, mais le nitrure d'aluminium AlN, l'oxynitrure d'aluminium , l'oxynitrure de silicium , le spinelle , l'oxyde d'yttrium(III) et le YAG en sont d'autres exemples qui ont également de nombreuses applications industrielles et militaires. On retrouve de telles céramiques sous forme de pièces massives, de revêtements, de couches minces et de fibres dans des applications comme guides d'ondes, , amplificateurs optiques, lentilles, , fenêtres optiques pour , ainsi que dans les composants pour guidage de missiles par infrarouge et pour jumelles de vision nocturne.
Le matériau des céramiques monocristallines est généralement largement dépourvu de défauts microstructurels de dimensions du même ordre que la longueur d'onde à transmettre, cependant la transparence d'un matériau polycristallin est limitée par la quantité de lumière diffusée par les imperfections microstructurelles du matériau. La quantité de lumière diffusée est une fonction de la longueur d'onde de la lumière incidente. Ainsi, dans la mesure où la lumière visible a une longueur d'onde typiquement comprise entre , les centres de diffusion des ondes ont des dimensions spatiales du même ordre de grandeur. Or les céramiques sont généralement obtenues à partir de poudres fines qui conduisent à des structures polycristallines remplies de centres de dispersion de la lumière qui ont précisément cette taille, ce qui fait que ces matériaux sont généralement opaques aux longueurs d'onde visibles. Depuis le début du siècle cependant, les techniques de production de céramiques polycristallines ont permis d'atteindre des qualités assurant la transparence de tels matériaux aux longueurs d'onde visibles, qu'il s'agisse de l'oxynitrure d'aluminium, du YAG (par exemple du Nd:YAG dopé au néodyme), ou même du nitrure de silicium cubique .
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