Introducción a 7 tipos de granates sintéticos

Los granates son un grupo de minerales de silicato que se han utilizado como piedras preciosas y abrasivos desde la Edad de Bronce. La fórmula química general del granate puede ser A3B2(SiO4)3, en la que A representa un elemento divalente, como magnesio, hierro, manganeso, calcio, etc.; B es un elemento trivalente, como aluminio, cromo, hierro, etc. Las diferentes especies de granate piropo incluyen el piropo (Mg3Al2(SiO4)3), la amandina (Fe3Al2(SiO4)3), la espesartina (Mn2+3Al2(SiO4) 3), la grossular (Ca3Al2(SiO4)3), la uvarovita (Ca3Cr2(SiO4)3) y la andradita (Ca3Fe2(SiO4)3). Sin embargo, hoy no hablamos de estos granates naturales, sino de granates sintéticos.

El granate sintético también se conoce como granate de tierras raras. La estructura cristalográfica de los granates se ha ampliado desde el prototipo hasta tipos más avanzados. Del mismo modo, podemos utilizar una fórmula química general para describirlo: A3B2(CO4)3. A y B representan el mismo elemento divalente y el mismo elemento trivalente descritos anteriormente, mientras que C no sólo representa el silicio, sino también un gran número de otros elementos, como el germanio, el galio, el aluminio, el vanadio y el hierro.

En este artículo, tendrá una comprensión básica de estos 7 tipos de granates sintéticos: granate de galio terbio (TGG), granate de aluminio escandio terbio (TSAG), granate de aluminio lutecio dopado con cerio (Ce:LuAG), granate de aluminio y galio dopado con cerio (Ce:GAGG), granate de aluminio e itrio dopado con neodimio (Nd:YAG), granate de aluminio e itrio dopado con cromo (Cr4+:YAG) y granate de galio gadolinio (GGG).

Granate de terbio y galio (TGG)

El granate de terbio ygalio (TGG) es un tipo de granate sintético con la composición química de Tb3Ga5O12. El TGG tiene la ventaja de una gran constante de Verdet, bajas pérdidas ópticas, alta conductividad térmica y alto umbral de daño láser. Se utiliza ampliamente en aisladores ópticos para sistemas láser, circuladores ópticos para sistemas de fibra óptica, moduladores ópticos y sensores de corriente y campo magnético. El cristal único de TGG es también el mejor material magneto-óptico para fabricar un rotador y aislador de Faraday, con una longitud de onda adecuada de 400-1100nm (excluyendo 470nm-500nm).

Granate de terbio, escandio y aluminio (TSAG)

El granate de aluminio y terbioy escandio (TSAG) es un granate sintético incoloro y muy transparente cuya composición química es Tb3Sc2Al3O12. Tiene las ventajas de una elevada constante de Verdet y excelentes propiedades térmicas y mecánicas. El TSAG es un material aislante clave para la próxima generación de láseres de fibra, y es un cristal magnético visible e infrarrojo ideal.

Granate de aluminio y lutecio dopado con cerio (Ce:LuAG)

El granate de aluminio ylutecio dopado con cerio (Ce:LuAG) es un centelleador relativamente denso con las ventajas de su alta densidad, rápido tiempo de decaimiento, no higroscopicidad y buen rendimiento mecánico y químico. El Ce:LuAG también es mecánica y químicamente estable, y puede mecanizarse en diversas formas y tamaños, como prismas, esferas y placas delgadas. El Ce:LuAG es adecuado para pantallas de imagen finas, sistemas de escaneado médico, aceleradores y detectores de partículas de alta energía e iluminación láser y LED.

Granate de gadolinio y aluminio y galio dopado con cerio (Ce:GAGG)

El granate de gadolinioy aluminio y galio dopado con cerio (Ce:GAGG) es un centelleador monocristalino relativamente nuevo con un alto rendimiento lumínico, buena resolución energética, elevado número atómico efectivo, rápida respuesta de centelleo, estabilidad química, robustez y capacidad de crecimiento de grandes cristales. El cristal de Ce:GAGG es una buena elección para técnicas de imagen médica, como la imagen por rayos X, la tomografía computarizada (TC), la tomografía por emisión de positrones (PET) y la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT).

Granate de aluminio y itrio dopado con neodimio (Nd:YAG)

El granatede aluminio e itrio dopado con neodimio (Nd:YAG) es un cristal sintético formado por neodimio, aluminio itrio y oxígeno con la fórmula química Nd:Y3Al5O12. Es el cristal láser más antiguo, famoso y utilizado. El Nd:YAG tiene una absorción óptica y una eficiencia de conversión relativamente buenas, un umbral de láser bajo y una buena disipación térmica para el funcionamiento a alta potencia. Es uno de los materiales preferidos para trabajar con láser, muy utilizado en láseres médicos e industriales, como máquinas de marcado láser, máquinas de corte, instrumentos de terapia láser e instrumentos de belleza.

Granate de itrio-aluminio dopado con cromo (Cr4+:YAG)

El granate de itrioy aluminio dopado con cromo (Cr4+:YAG) es un cristal cuya fórmula química es Cr4+:Y3Al5O12. Este cristal es químicamente estable, resistente a los rayos UV y duradero. Además, puede funcionar en una amplia gama de temperaturas y condiciones y es muy adecuado para aplicaciones de alta potencia media. El Cr4+:YAG es un material ideal para la conmutación Q pasiva de Nd:YAG y otros láseres dopados con Nd e Yb en la gama de longitudes de onda de 0,8 a 1,2 µm. También se utiliza para teledetección, escaneado 3D y el sistema Lidar.

Granate de gadolinio y galio (GGG)

El granate de gadolinio ygalio (GGG) es un granate cristalino cuya fórmula química es Gd3Ga5O12. El monocristal de GGG tiene buenas propiedades mecánicas, térmicas y ópticas, como bajas pérdidas ópticas, alta conductividad térmica y alto umbral de daño láser. Es un material deseado para componentes y sustratos ópticos. El sustrato monocristalino de GGG ayuda a garantizar el crecimiento epitaxial de las películas de YIG y BIG, que son componentes básicos de los dispositivos de comunicación óptica.

Stanford Advanced Materials (SAM) está especializada en la producción de materiales de cristal óptico para numerosas aplicaciones y dispositivos. Los materiales de cristal funcionales incluyen principalmente cristales magneto-ópticos TGG granate de terbio y galio, TSAG; cristales piezoeléctricos LT (LiTaO3) tantalato de litio, LN (LiNbO3) nioato de litio, LGS silicato de lantano y galio; cristales de centelleo Ce: LUAG, Ce: GAGG; cristal láser Nd: YAG y cristales de sustrato epitaxial monocristalino GGG, SGGG, aluminato de lantano LaAlO3, etc. Si está interesado en la compra de materiales de cristal de alta pureza, no dude en enviar una consulta a nuestro equipo de ventas.