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。
YAP晶体属于什么结构?天津加工TmYAP
由于Tm:YAP的各向异性,对3F4→3H6跃迁的发射截面,我们采用F-L公式以及偏振发射谱进行了计算。F-L公式可表示为[76]:
(4-3)
式中c为光速,λ为波长,I(λ)为荧光光谱上某一波长λ处的荧光强度,n为折射率,τrad为上能级辐射寿命。5at%Tm:YAP各偏振方向发射截面计算结果如图4-19所示,其中E//a方向在1934nm具有比较大发射截面4.5×10-21cm2,接近于[25]报道数据5.0×10-21cm2。3at%Tm:YAP、4at%Tm:YAP、5at%Tm:YAP晶体E//a发射截面在1934nm处基本相同
中国香港TmYAP成本价Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算方法?
X射线粉末不衍射
本研究采用x光粉末衍射仪分析晶体相和晶胞参数。X射线粉末衍射仪一般由X射线发生器、衍射仪测角台和探测器组成[62]。在传统的x光衍射过程中,安装在测角仪上的样品通常旋转一个角度,探测器旋转两个角度。-2扫描主要用于物质相的x光粉末衍射测定。根据扫描衍射图,结晶度、晶面取向度、晶格畸变、应力等。并且可以初步判断晶体中是否存在第二相物质。
实验中使用的衍射仪为XDC-1000型金尼尔-哈格相机,铜靶K1辐射,波长=1.540598,-2扫描模式,管电压和管电流分别为40kV和100毫安,扫描速度为4 /min。为了分析晶体的相组成、结晶度和杂质相,必须将晶体在玛瑙研钵中研磨成粉末样品,然后进行精细的x光粉末衍射扫描。得到的衍射数据可以用Rietveld全谱峰形拟合,**终计算出晶胞参数。
电感耦合等离子体原子发射光谱技术
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 Tm:YAP晶体的激光性能?
2000年,Budni P A等人用120W光纤耦合二极管泵浦3% TM3360 ylF,获得36W激光输出[54]。然后Dergachev A报道了3.5%的Tm:YLF 1905-2067nm宽调谐CW激光输出,多纵模输出功率大于18W,斜率效率37%,单纵模输出功率12W[55]。在CaF2晶体中,Tm3吸收系数小,辐照后容易转变为Tm2,因此对Tm:CaF2晶体2m波段激光的研究很少。2004年,Camy P等人用767nm Ti:蓝宝石激光器泵浦1.34%的Tm:CaF2晶体,获得调谐范围1835~1970nm、斜率效率41% [56]的激光输出。BaY2F8是一种性能优良的激光晶体,近年来研究较多。Cornacchia F的工作组对比分析了一系列掺杂了一系列浓度的Tm3离子[58][59],得到了12% Tm: BaY2F8,泵浦源为780nm二极管,输出峰值在1923nm,最大输出功率为645mW,斜率效率为32%的比较好激光输出。Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命。TmYAP供应
退火对3at%Tm:YAP晶体有影响吗?天津加工TmYAP
钒酸盐晶体一般是单光轴的四方晶体。激光输出是定向的,可以输出线偏振光。由于其低对称性,掺杂钒酸盐一般具有相对较大的吸收截面和发射截面。例如,Tm:YVO4的吸收截面是Tm:YAG的5倍以上,发射截面略大于tm3360 YAG。但其激光上能级寿命比掺杂YAG短得多,而Tm:YVO4只有Tm:YAG的十分之一,这是有限制的,从热力学性质来说,Tm:YVO4热导率低,在激光工作时容易爆裂,虽然Tm:GdVO4的热导率与Tm:YAG相近,但比Tm:YVO4更难生长,法皇冠生长的Tm:GdVO4存在色心等缺陷。Higuchi M等利用浮区法种植不同浓度的Tm:GdVO4。虽然这种晶体有很高的光学质量,但它的尺寸很小,所以它经常被用来开发微芯片激光器。2m激光对Tm:YVO4的实验研究大多集中在90年代。1992年,Saito H .等人在平行于c轴泵浦a方向5%Tm:YVO4晶体的797nm处取ti: sapphire的偏振方向,获得了1.94m的激光输出,输出功率为48mW,斜率效率为25% [42]。1998年,Bourdet G L等人对Tm:YVO4微芯片激光器进行了一系列的理论和实验研究,获得了高效率的激光输出,并在1mm厚的晶体中实现了单模输出[44]。近年来,掺入Tm3360YVO4的Tm3360YVO4激光晶体由于具有相似的光谱特性和优异的热性能,成为另一个主要研究对象。天津加工TmYAP