掺镱氧化钪（Yb:Sc₂O₃）具有高的热导率和优异的光学性能,被认为是一种颇具发展潜力的高功率固体激光增益介质。然而,Yb:Sc₂O₃的熔点高达2430 ℃,这使得现有技术难以制备出高质量、大尺寸的Yb:Sc₂O₃单晶。而利用陶瓷的制备方法可以在较低的烧结温度下制备得到高光学质量的Yb:Sc₂O₃透明陶瓷,因此对于Yb:Sc₂O₃的研究主要集中于透明陶瓷领域。本文主要利用共沉淀法结合真空烧结法制备高质量的5at%Yb:Sc₂O₃透明陶瓷,主要研究内容如下:1、研究了沉淀剂NH₄HCO₃的量与金属离子的比值（R值）对合成粉体物相组成、微观形貌的影响。研究表明,R值大小对合成粉体物相组成影响不大,但是R值会影响粉体的微观形貌和团聚状态。当R值为4.0时,粉体具有最佳的分散性和烧结活性。2、研究了煅烧温度对5at%Yb:Sc₂O₃粉体结晶度、微观形貌,以及对透明陶瓷的微观结构和光学质量的影响。实验结果表明,纳米粉体的结晶度、颗粒尺寸及团聚状态都随煅烧温度的升高而增加。以不同温度煅烧的粉体为原料真空烧结得到了透明陶瓷,透过率测试结果表明,当煅烧温度低于1100 ℃时,陶瓷样品的透过率随煅烧温度的升高而提高。当煅烧温度升高至1100 ℃时,陶瓷样品具有最高的透过率,在1100 nm波长处透过率为56.7%。继续升高温度至1200 ℃时,陶瓷样品的透过率急剧下降。根据以上结果,我们确定最佳的粉体煅烧温度为1100 ℃。3、采用真空烧结法制备5at%Yb:Sc₂O₃透明陶瓷,研究烧结温度和保温时间对陶瓷样品光学质量和微观结构的影响。研究结果表明,随着烧结温度的升高和保温时间的延长,陶瓷致密度逐渐提高,气孔含量逐渐降低,Yb:Sc₂O₃透明陶瓷的透过率逐渐提高。当烧结温度为1850 ℃,烧结时间为10 h时,1 mm厚的陶瓷样品在1100 nm波长处的透过率为73.9%,平均晶粒尺寸为182μm。4、系统研究了5at%Yb:Sc₂O₃透明陶瓷的光谱性能。研究表明,5at%Yb:Sc₂O₃透明陶瓷在941和975 nm波长处的吸收截面分别为0.56×10-20 cm²和0.82×10-20 cm²,大的吸收截面使得5at%Yb:Sc₂O₃透明陶瓷在LD泵浦时不需要严格的温度控制;通过倒易法计算得到5at%Yb:Sc₂O₃透明陶瓷的发射截面,在1041nm波长处发射截面为1.14×10-20 cm²,半高宽为11 nm;通过吸收光谱和发射光谱计算得到5at%Yb:Sc₂O₃透明陶瓷的增益截面,在1041nm波长处的最小β值为0.036时,5at%Yb:Sc₂O₃透明陶瓷即可实现激光输出。以上结果表明Yb:Sc₂O₃透明陶瓷是一种性能非常优良的激光增益介质。