1. 随温度升高,Tm:YAP晶体吸收和发射峰逐渐展宽形成谱带;在吸收谱上峰位重心红移,而发射谱则重心蓝移,这是由离子能级热布居改变引起的;此外随温度升高3F4能级寿命先增大后减小。
2. 非偏振吸收谱a、c向样品在795nm处具有较大吸收截面,约为5.0×10-21cm2,在800nm处b向样品具有约3.6×10-21cm2吸收截面。
3. 5at%Tm:YAP各偏振方向发射截面中E//a方向在1934nm具有比较大发射截面4.5×10-21cm2,对该偏振方向增益截面进行了计算,结果显示,Tm:YAP晶体E//a方向具有宽且平缓的发射峰,以β=0.5为例,从1756nm至2150nm范围内增益截面均为正值,这说明Tm:YAP在2mm波段将具有宽调谐特性。增益截面峰值为1934nm,当β=0.5时,该峰值达到2.08×10-21cm2。 测试了Tm:YAP晶体不同浓度不同方向热导率以及4at%Tm:LSO垂直生长方向热导率,为激光实验提供指导意义。陕西专业生长TmYAP
激光雷达发射机。人眼安全的2m波段激光器可以代替Nd:YAG和CO2激光器用于全固体脉冲相干雷达、测量大气风速和探测大气气溶胶流。调q 2m激光器还可以用于高度测量、地形测量、测距等。该雷达发射机的分辨率可提高8-10倍,在***和环境监测中具有重要的应用前景。
(3)中红外3 ~ 5 m光学参量振荡器泵浦源。2m激光是定向红外干扰源的比较好泵浦源之一——中红外3 ~ 5微米光学参量振荡器。 上海小细棒TmYAPYAP晶体属于什么结构?
基于以上重要的应用价值,2m激光一直是激光发展的重要方向之一。早在1962年,Johnson L F团队就报道了掺Ho3和掺TM3的2M带的激光输出是在钨酸钙(CaWO4)晶体中中实现的[9]。然后,该小组从理论上研究了钼酸钙(CaMoO4)晶体中,中er3与Tm3或Ho3之间的能量转移机制,并通过使用氙灯泵浦获得了Tm3的1.9115和1.9060m激光输出以及Ho3的2.0740、2.0707和2.0556m激光输出。1965年,他们分别用钨灯和氙灯泵浦实现了Cr3/Er3 敏化的Tm:YAG、Ho:YAG脉冲和连续激光输出[11]。此后,Er2O3、HoF3等晶体中中Tm3 /Ho3的激光输出陆续有报道[12][13]。但这些实验需要在液氮温度(77K)下进行,门槛较高,给实际操作带来困难。报道的掺Tm3硅酸盐晶体包括y2 O3(YSO)、CaAl2SiO7(CAS)和SrY4(SiO4)3O(SYS)。与铝酸盐晶体相比,硅酸盐晶体一般对称性较低,声子能量较大,因此能级分裂较大,有利于粒子数反转的形成。更强的晶场使它们具有更强的跃迁振子强度、更宽的吸收峰和发射峰以及更大的吸收和发射截面。但是硅酸盐晶体一般寿命短,热导率比铝酸盐低,影响输出激光性能。鉴于上述硅酸盐基质的优点和较差的热力学性质,掺Tm3的硅酸盐晶体在薄板激光器和锁模激光器中有很大的应用前景。表13显示了Tm3 YSO、CAS和SYS晶体的主要结构参数和光谱特性。
20世纪80年代,随着商用二极管的发展,人们开始寻找适合二极管泵浦的激光基板。斯通曼R C用钛宝石激光器泵浦Tm:YAG获得连续可调谐激光输出[15]后,tm3360 YAG在785nm处的强吸收与大功率激光二极管的发射波长相匹配引起了***关注。在此基础上,发展了大量掺Tm3激光器和Tm3、Ho3共掺激光器。1997年,Honea报道了2mTm:YAG激光输出为115W[16]。2003年,美国航天局实现了600 mJ 温二极管泵浦的Tm,Ho:YLF激光器[17]。
1992年,斯通曼研发了一种2.01米腔内泵浦的Ho:YAG激光器,由二极管泵浦的Tm:YAG [18]产生,斜率效率为42%。该系统避免了Tm3和Ho3共掺激光器中Tm3和Ho3相互能量转移引起的上转换发光和反向能量转移过程,提高了量子效率,降低了增益对温度的敏感性,使Ho3 2m激光器能够实现高功率和大能量输出。2000年,Budni P A等人用二极管泵浦的Tm:YLF泵浦Ho:YAG,产生大于16W的2.09m激光输出[19]。2006年,So S等人用高能Tm:YLF激光器通过腔内侧泵浦的方式泵浦Ho:YAG,获得了14W的连续激光输出,估计比较大输出能量可以超过100W[20]。 Tm:YAP晶体的热导率应该是多少?
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Tm:YAP晶体能量转移参数计算:
将WEE及多声子弛豫几率、辐射跃迁几率代入速率方程3-21,3-25求解(设泵浦源功率5W),并利用式3-26可得3F4→3H6与3H4→3F4跃迁强度比h,h与Tm3+掺杂浓度关系如图4-22,可见泵浦效率随浓度增加而增加。但事实上,随浓度增加,能量传递速率WEE的增加必将增大3F4+3F4→3H4+3H6能量反交叉弛豫几率,并且容易使能量在Tm3+间传递过程增长而发生浓度淬灭,因此将存在一个比较好化的掺杂浓度。............ 退火对3at%Tm:YAP晶体有影响吗?黑龙江TmYAP哪家好
Tm:YAP晶体能级结构多少?陕西专业生长TmYAP
根据衍射数据算得不同浓度Tm:YAP晶体的晶胞参数,其晶格常数a、b、c及晶胞体积分别略小于纯YAP相应值,并且基本上随Tm3+掺杂浓度增大而进一步减小,但总得说来,基质晶体结构的畸变较小。这主要是因为Tm3+与Y3+同属于镧系的三价稀土离子,Tm3+的半径0.88 Å略小于Y3+的半径(0.9 Å),因此Tm3+的掺入使晶胞参数略微减小而不会改变YAP基质晶体的结构。
提拉法生长的Tm:YAP晶体晶胞参数晶体晶胞参数
通过选取晶体接近籽晶部分来进行ICP测试获得Tm3+在Tm:YAP晶体顶部的浓度,利用公式:
可得到Tm3+在Tm:YAP晶体中的分凝系数k0,如表4-2所示。所生长Tm:YAP晶体分凝系数均大于0.8,说明Tm3+比较容易进入YAP晶格,能够实现高浓度掺杂。
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