Tm:YAP晶体的常温荧光谱及荧光寿命3at%Tm:YAP的不同方向偏振荧光特性如图4-10所示。在2mm波段Tm:YAP有比较宽的发射带(1600nm-2150nm),有利于实现调谐激光输出,而E//a发射谱在1940nm处具有**强发射峰。1at%、3at%、5at%和15at%浓度Tm:YAP的E//a偏振荧光光谱,随着浓度的增加,1.4mm对应3H4→3F4跃迁发射峰强度明显减弱,而1.9mm对应3F4→3H6跃迁发射峰强度先增大而后减小,15at%Tm:YAP*有微弱发射峰,说明随Tm3+浓度增加, 3H4+3H6→3F4+3F4交叉弛豫增强,当浓度增大到一定值时,Tm3+容易形成Tm3+团簇而出现浓度淬灭。 Tm:YAP晶体能量转移参数计算方法是?中国台湾常规尺寸TmYAP
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 湖南专业抛光TmYAPTm: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.
1.1.1 退火对3at%Tm:YAP晶体的影响我们对3at%Tm:YAP样品分别进行了H2和O2退火实验,其中H2退火为1150℃保温20h,O2退火为1200℃保温10h,O2退火后晶体颜色加深,而H2退火后晶体颜色变浅。通过对退火前后吸收谱分析我们发现,氧气退火使212nm-628nm吸收明显增加,并且在254nm和372nm处出现两个比较宽的吸收峰,而氢气退火使该段吸收减少,并且差分吸收谱在254nm和372nm处也出现两个凹陷的峰。我们认为这些缺陷的形成是由于Fe3+、Fe2+的存在造成[70]。其中254nm左右为Fe3+吸收峰,372nm差吸收峰对应Fe3+→O2-→Fe2+电荷转移吸收峰,氧气退火使Fe3+增加而Fe2+减少,故两处吸收峰增强,而氢气退火使Fe3+减少而Fe2+增加,故两处吸收峰减弱。
Tm:YAP激光晶体
YAP晶体属于正交畸变钙钛矿结构,是负双轴晶体。其结构参数和基本理化性质见表11。
Tm:YAP具有与纯YAP晶体相似的结构。与Tm:YAP相比,Tm:YAP具有类似于Tm:YAP的优异热力学性能,并且由于其双光轴,可以***Tm:YAP激光器工作过程中产生的热双折射效应,提高激光输出效率。另外,Tm:YAP的结构各向异性使得其发射截面各向异性,不同取向的Tm:YAP晶体具有不同的激光功能、输出波长和工作形式。在光谱性质上,对应于3H63H4的Tm:YAP的吸收峰约为795nm,报道的吸收截面为6.7 10-21 cm2(797nm,与非偏振的比值为3%)[28],这更有利于用商用二极管GaAs/铝镓砷泵浦。其荧光范围覆盖1.6~2.1m,在1.936m处的发射截面达到5 和10-21 cm2(方向未知),约为Tm:YAG的两倍,激光器的上能级寿命约为5ms[25]。Tm:YAP可输出1.94m连续和1.965~2.020m连续调谐激光输出,特别指出1.94m激光与2.5m Cr:ZnSe吸收匹配良好。 YAP晶体属于什么结构?
1993年,李等用800纳米的钛宝石激光器和5%的泵浦tm: yso在室温下获得了2.05米的连续激光输出。激光输出范围可扩展至2.01 ~ 2.07米,斜率效率为18%[38]。1998年,Jean-paul Foing等人报道了以二极管为泵浦光源的5%Tm:YSO、10%Tm:CAS和5%Tm:SYS激光器的实验研究[36]。除了5%的Tm:SYS晶体由于其热力学性质不能产生激光振荡外,5%的Tm:YSO和10%的Tm:CAS晶体分别获得了110mW和39mW的激光输出,斜效率分别为26%和8.6%。指出TM3360YSO可实现1.93~2.07m范围内的宽调谐激光输出,其调谐范围为掺TM3的(1.93 ~ 2.07 m) (3)钒酸盐晶体Tm:YAP晶体的吸收谱。江苏TmYAP方法
Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命的温度依赖特性多少?中国台湾常规尺寸TmYAP
1.1 Tm:YAP晶体的热导率由于Tm3+激光器是准三能级激光器,因而热学性质对其激光性能有较大影响,本实验中我们对1at%、3at%、4at%、5at%浓度b方向及4at%浓度a、b、c方向Tm:YAP晶体进行了热导率测试根据所测得热导率数值可得出以下结论:(1)1at% Tm:YAP热导率与报道纯YAP晶体热导率(11 W·m-1·K-1)接近,随着掺杂浓度增加,热导率明显降低,5at%浓度*有1at%一半多一点,因此高掺杂浓度Tm:YAP晶体将会增大泵浦阈值,并且不利于大能量激光输出的实现。(2)随温度升高热导率降低,当温度升高到150℃时热导率比室温下降低25%左右,在激光实验中必须对Tm:YAP激光晶体进行有效的冷却以提高激光效率。(3)Tm:YAP晶体b轴方向热导率略大于其它两个方向,三个方向热导率随温度变化一致。中国台湾常规尺寸TmYAP
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