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Co:MgAl2O4是一种能用于1.5μm人眼安全固态激光器的高效可饱和吸收体,用它完成的被动调Q技术可以实现高功率的1.5μm脉冲激光输出。这种激光对人眼的损伤阈值较高,在光纤中的传输损耗小,对应着低损耗传输窗口;此外,由于它在空气中具有良好的传输性能。因此,1.5μm激光被广泛应用到激光通讯、激光测距、激光雷达等领域。目前使用的Co:MgAl2O4可饱和吸收体主要是Co:MgAl2O4单晶和Co:MgAl2O4微晶玻璃。由于MgAl2O4的熔点较高,Co:MgAl2O4单晶较难制备以及Co:MgAl2O4微晶玻璃本身存在缺陷等问题使得它们的应用受限。而Co:MgAl2O4透明陶瓷在热导率、结构控制和制备成本等方面均具有优势,故它在可饱和吸收体的应用方面具有极大的潜力。但目前关于Co:MgAl2O4透明陶瓷的研究尚不成熟,亟待进行系统的探究。基于以上背景,本课题以制备高质量的Co:MgAl2O4透明陶瓷为目标,首先以商业粉体为原料,通过固相反应烧结的方法制备了Co:MgAl2O4透明陶瓷;同时通过共沉淀法合成了Co:MgAl2O4纳米粉体、以非反应烧结方法制备Co:MgAl2O4透明陶瓷,系统研究了预烧温度、沉淀剂量、掺杂浓度等对粉体及陶瓷性能的影响,实现了微结构调控和性能优化。主要的研究内容为下:（1）在反应烧结的探究中,以商业MgAl2O4和CoO粉体为原料,通过1500-1700 oC真空预烧结合1800 oC下HIP后处理的方法制备了0.05 at.%Co:MgAl2O4透明陶瓷。获得光学质量最佳的样品在可见光波段的最高透过率达到64%,1700-2400 nm处的透过率分别为75%,1540 nm处的基态吸收截面为2.9×10-19 cm2,但由于Co2+部分转变为Co3+,所以,陶瓷样品在407 nm左右出现吸收峰,对非线性吸收性能不利。（2）在非反应烧结的探究中,通过共沉淀法合成了Co:MgAl2O4纳米粉体并以该粉体制备了透明陶瓷。在1650 oC真空预烧和1800 oC HIP后处理条件下所得的0.05 at.%Co:MgAl2O4陶瓷具有最佳的光学质量。经过预烧和HIP处理的Co:MgAl2O4透明陶瓷的平均晶粒尺寸分别为10.2μm和16.8μm。HIP后处理的Co:MgAl2O4陶瓷在400 nm和900 nm处的透过率分别为81.4%和85.9%,在1540 nm处的基态吸收截面为6.18×10-1919 cm2。（3）在共沉淀法制备Co:MgAl2O4纳米粉体中,探究了沉淀剂用量对粉体和陶瓷性能的影响。结果表明,以0.5 L碳酸铵溶液做沉淀剂制备的Co:MgAl2O4粉体的分散性较好,用该粉体制备的素坯经过1650 oC预烧和1800 oC HIP后处理获得透明陶瓷样品在400 nm和900 nm的透过率分别为84.3%和86.9%。预烧体和HIP后处理的Co:MgAl2O4陶瓷的平均晶粒尺寸分别为15.1和20.5μm,HIP后的Co:MgAl2O4陶瓷在1540 nm处的基态吸收截面为7.56×10-19 cm2。（4）探究了Co掺杂浓度对Co:MgAl2O4透明陶瓷吸收性能的影响。结果表明,Co离子掺杂浓度对陶瓷的微观结构影响不大。随着Co离子掺杂浓度的增加,Co:MgAl2O4陶瓷的吸收系数增大,说明非线性吸收性能与掺杂浓度呈正相关的关系。