Tm:YAP晶体的激光实验研究我们采用实验装置,对3at%、4at%及5at%浓度Tm:YAP晶体在哈尔滨工业大学可调谐激光实验室进行了激光性能的测试。激光功率的测量采用Coherent Fieldmate功率计,探头为PM-30。激光波长的测量采用WDG30光栅单色仪,焦距30cm,光栅常数300条/mm,闪耀波长2mm。
3at%Tm:YAP激光实验在水冷温度18℃下进行,样品垂直b向切割,尺寸为4×4×8mm3,当注入功率22W时,获得5W 波长为1.94mm激光输出,光光转换效率23%。输出镜透射耦合率5%和8mm长晶体配合使用时,由于谐振腔透射损耗减小,增益较低的1.98~1.99mm波长振荡输出。对H2退火前后晶体激光性能进行了比较,3at%Tm:YAP晶体经过氢气退火处理,斜率效率较未经退火的提高40%,可见H2退火使晶体中杂质离子(Fe3+等)及缺陷减少,提高了晶体的激光性能,具体原因还有待于进一步分析。 Tm:YAP晶体长出来是什么样子?湖北专业抛光TmYAP
用直拉法成功地生长了浓度分别为1at%、3at%、4at%、5at%和15at%的Tm:YAP晶体,这些晶体均具有较高的光学质量,无宏观缺陷。用XRD和ICP分析了晶体结构和偏析特征,用激光脉冲法测试了TM3360YAP晶体的热导率。结果表明,随着掺杂浓度的增加,TM3360YAP晶体的热导率***降低。
测试和分析了不同浓度的Tm:YAP晶体的吸收和荧光特性及其温度依赖性。高浓度掺杂晶体表现出荧光猝灭现象。不同浓度的偏振荧光光谱显示,在1934 nm,浓度为5%时,在E//a方向的比较大发射截面为4.510-21cm2,发射峰宽而平。
根据吸收光谱计算出Tm:YAP晶体的JO参数为: 2=0.8 10-19cm2, 4=1.6 10-19cm2, 6=1.1 10-19cm2,均方根偏差为1.5110-22 cm2。根据吸收和发射的重叠积分,计算了tm3360 yap中的能量交叉
测试了浓度为3at%、4at%和5at%的Tm:YAP晶体的激光性能。当泵浦功率为24W,最大功率为8.1W,比较大斜率效率为42%,激光输出波长为1.935米时,4at % Tm:YAP c向样品获得比较好激光输出。
吉林加工TmYAPTm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命的温度依赖特性多少?
1.1.1 热导率测试本实验中采用激光脉冲法对所生长晶体热导率进行了测量。激光脉冲法是常用的测试热导率方法之一,可以获得不同温度下样品的热导率。其原理为:在四周绝热的薄圆片试样的正面,辐照一个垂直于试样正面的均匀的激光脉冲进行加热,热量在样品中扩散,使样品背部的温度上升。通过热电偶或红外线测量仪测出试样背面温升,输入到高速记忆存储器,放大后再输出到计算机进行处理,获得热扩散系数a,然后通过公式
λ=α.C.ρ (2-3)
计算得样品热导率。其中λ为热导率,C为样品比热系数,ρ为样品密度。
实验测试在上海硅酸盐研究所自行研制的激光脉冲法高温热扩散率测定仪上进行,测试时样品表面加SiC吸收涂层。
为了更好了解Tm3+在Tm:YAP晶体中吸收跃迁特性以及其温度依赖特性,我们测试了4at%Tm:YAP晶体b向样品的变温吸收谱。图4-7为3H6→3H4跃迁对应的变温吸收谱。低温下Tm3+吸收为尖锐谱线,随温度升高,吸收峰变宽,吸收强度减弱,这是由于温度升高,晶格热振动增强,吸收过程将伴随更多的声子发射,使跃迁几率减小,强度减弱,谱峰变宽。红外侧805nm之后存在两个较弱的吸收峰,随温度升**度增强,我们认为这两个小峰对应基态中较高的Stark能级吸收跃迁。随温度升高,基态中较高的Stark能级热布局增大,因而跃迁强度增大。整个吸收光谱随温度升高重心红移。Tm:YAP晶体的激光性能多少?
文献报道Tm:YAG中CD-A=3.88×10-40cm6/s[72][73],该数值与之十分接近,说明在Tm:YAP晶体中能量交叉弛豫能有效的发生。由公式3-12、3-15,结合J-O计算结果及多声子弛豫几率,可计算得3H4能级本征寿命(即不存在交叉弛豫时的寿命)为t=388ms,代入公式3-18可得Tm:YAP中能量交叉弛豫半径为:R=6.2Å。
施主与施主离子间能量转移参数CD-D采用3H4→3H6发射截面(倒易公式计算)与3H6→3H4吸收截面交叠积分计算。倒易法公式可写为[75]:
式中h为普朗克常数,k为玻尔兹曼常数,T为实验温度,Zl、Zu为下、上能级的配分函数,EZL为两能级间零声子能量。计算结果为:CD-D=2.48×10-39cm6/s。CD-D要远大于CD-A,这是由于施主离子间这种能量转移所对应能级间隔相同,为能量共振转移,而施主与受主离子之间两能级间隔不同,能量交叉弛豫过程多需声子协助发生 有Tm:YAP晶体的激光实验研究报告吗?湖北专业抛光TmYAP
Tm:YAP和Tm:LSO两微米波段激光晶体生长、光谱和激光性能的研究.湖北专业抛光TmYAP
Tm:YAP
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。............ 湖北专业抛光TmYAP
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