Introduction aux 7 types de grenats synthétiques

Les grenats sont un groupe de minéraux silicatés utilisés comme pierres précieuses et abrasifs depuis l'âge du bronze. La formule chimique générale du grenat peut être A3B2(SiO4)3, où A représente un élément divalent, tel que le magnésium, le fer, le manganèse, le calcium, etc. ; B est un élément trivalent tel que l'aluminium, le chrome, le fer, etc. Les différentes espèces de grenats pyro comprennent le pyrope (Mg3Al2(SiO4)3), l'amandine (Fe3Al2(SiO4)3), la spessartine (Mn2+3Al2(SiO4) 3), le grossulaire (Ca3Al2(SiO4)3), l'uvarovite (Ca3Cr2(SiO4)3)) et l'andradite (Ca3Fe2(SiO4)3). Toutefois, nous ne parlons pas aujourd'hui de ces grenats naturels, mais de grenats synthétiques.

Le grenat synthétique est également connu sous le nom de grenat de terres rares. La structure cristallographique des grenats a été étendue du prototype à des types plus avancés. De même, nous pouvons utiliser une formule chimique générale pour le décrire : A3B2(CO4)3. A et B représentent les mêmes éléments divalents et trivalents que ceux décrits précédemment, tandis que C représente non seulement le silicium, mais aussi un grand nombre d'autres éléments, tels que le germanium, le gallium, l'aluminium, le vanadium et le fer.

Dans cet article, vous aurez une compréhension de base de ces 7 types de grenats synthétiques : le grenat terbium gallium (TGG), le grenat terbium scandium aluminium (TSAG), le grenat de lutécium aluminium dopé au cérium (Ce :LuAG), le grenat de gadolinium aluminium gallium dopé au cérium (Ce:GAGG), le grenat d'yttrium aluminium dopé au néodyme (Nd:YAG), le grenat d'yttrium aluminium dopé au chrome (Cr4+:YAG) et le grenat de gadolinium gallium (GGG).

Grenat de terbium et de gallium (TGG)

Le grenat deterbium et de gallium (TG G) est un type de grenat synthétique dont la composition chimique est Tb3Ga5O12. Le TGG présente l'avantage d'une grande constante de Verdet, de faibles pertes optiques, d'une conductivité thermique élevée et d'un seuil d'endommagement laser élevé. Il est largement utilisé dans les isolateurs optiques pour les systèmes laser, les circulateurs optiques pour les systèmes à fibres optiques, les modulateurs optiques et les capteurs de courant et de champ magnétique. Le monocristal de TGG est également le meilleur matériau magnéto-optique pour la fabrication d'un rotateur et d'un isolateur Faraday, avec une longueur d'onde appropriée de 400-1100 nm (à l'exclusion de 470nm-500nm).

Grenat de Terbium Scandium Aluminium (TSAG)

Le grenat deterbium scandium aluminium (TSAG) est un grenat synthétique incolore et très transparent dont la composition chimique est Tb3Sc2Al3O12. Il présente les avantages d'une constante de Verdet élevée et d'excellentes propriétés thermiques et mécaniques. Le TSAG est un matériau isolant essentiel pour la prochaine génération de lasers à fibre et constitue un cristal magnétique idéal dans le visible et l'infrarouge.

Grenat d'aluminium et de lutécium dopé au cérium (Ce:LuAG)

Legrenat aluminium-lutétium dopé au cérium (Ce:LuAG) est un scintillateur relativement dense qui présente les avantages d'une densité élevée, d'un temps de décroissance rapide, d'une non-hygroscopicité et de bonnes performances mécaniques et chimiques. Le Ce:LuAG est également stable mécaniquement et chimiquement, et peut être usiné dans une variété de formes et de tailles, y compris des prismes, des sphères et des plaques minces. Ce:LuAG convient aux écrans d'imagerie minces, aux systèmes de balayage médical, aux accélérateurs et détecteurs de particules à haute énergie, ainsi qu'à l'éclairage laser et LED.

Grenat de Gadolinium Aluminium Gallium dopé au cérium (Ce:GAGG)

Le grenat de gadoliniumaluminium gallium dopé au cérium (Ce:GAGG) est un scintillateur monocristallin relativement nouveau qui présente un rendement lumineux élevé, une bonne résolution énergétique, un numéro atomique effectif élevé, une réponse de scintillation rapide, une stabilité chimique ainsi qu'une robustesse et une capacité de croissance cristalline importante. Le cristal Ce:GAGG est un bon choix pour les techniques d'imagerie médicale, telles que l'imagerie par rayons X, la tomographie par ordinateur (CT), la tomographie par émission de positrons (PET) et la tomographie par émission de photons uniques (SPECT).

Grenat d'aluminium et d'yttrium dopé au néodyme (Nd:YAG)

Le grenat d'aluminium et d'yttrium dopé au néodyme (Nd:YAG) est un cristal synthétique composé de néodyme, d'aluminium d'yttrium et d'oxygène dont la formule chimique est Nd:Y3Al5O12. Il s'agit du cristal laser le plus ancien, le plus célèbre et le plus largement utilisé. Le Nd:YAG présente une absorption optique et une efficacité de conversion relativement bonnes, un seuil d'amorçage bas et une bonne dissipation thermique pour un fonctionnement à haute puissance. Il s'agit d'un matériau de choix pour les lasers, largement utilisé dans les lasers médicaux et industriels, tels que les machines de marquage laser, les machines de découpe, les instruments de thérapie laser et les instruments de beauté.

Grenat d'yttrium et d'aluminium dopé au chrome (Cr4+:YAG)

Le grenat d'aluminium et d'yttrium dopé au chrome (Cr4+:YAG) est un cristal dont la formule chimique est Cr4+:Y3Al5O12. Ce cristal est chimiquement stable, résistant aux UV et durable. En outre, il peut fonctionner dans une large gamme de températures et de conditions et convient parfaitement aux applications à puissance moyenne élevée. Le Cr4+:YAG est un matériau idéal pour le Q-switching passif des lasers Nd:YAG et d'autres lasers dopés au Nd et au Yb dans la gamme de longueurs d'onde de 0,8 à 1,2 µm. Il est également utilisé pour la télédétection, le balayage 3D et le système Lidar.

Grenat de gadolinium et de gallium (GGG)

Le grenat de gadolinium et de gallium( GGG) est un grenat cristallin dont la formule chimique est Gd3Ga5O12. Le monocristal de GGG possède de bonnes propriétés mécaniques, thermiques et optiques, telles que de faibles pertes optiques, une conductivité thermique élevée et un seuil d'endommagement laser élevé. Il s'agit d'un matériau recherché pour les composants et les substrats optiques. Le substrat monocristallin GGG contribue à assurer la croissance épitaxiale réussie des films YIG et BIG, qui sont des composants essentiels des dispositifs de communication optique.

Stanford Advanced Materials (SAM) est spécialisé dans la production de matériaux cristallins optiques pour de nombreuses applications et dispositifs. Les matériaux cristallins fonctionnels comprennent principalement les cristaux magnéto-optiques TGG grenat de terbium gallium, TSAG ; les cristaux piézoélectriques LT (LiTaO3) tantalate de lithium, LN (LiNbO3) nioate de lithium, LGS silicate de lanthane gallium ; les cristaux de scintillation Ce : LUAG, Ce : GAGG ; cristaux de laser Nd : YAG et cristaux de substrat épitaxial monocristallin GGG, SGGG, aluminate de lanthane LaAlO3, etc. Si vous êtes intéressé par l'achat de matériaux cristallins de haute pureté, n'hésitez pas à envoyer une demande à notre équipe de vente.