Tm:YAP晶体结构及分凝系数如前所述，YAP晶体属正交晶系畸变钙钛矿结构，空间群为D162h (Pnma)，其结构示意图如图4-2所示，其中Al3+的配位数为6，处于氧八面体的中心，而Y3+的配位数是12，处于氧配位多面体的中心。Y-O键间距离2.62Å，使稀土离子很容易取代Y3+进入晶格1。
我们通过XRD测试对所生长Tm:YAP晶体结构进行分析。不同浓度Tm:YAP与纯YAP的XRD谱比较，其中掺Tm3+YAP晶体与纯YAP晶体的衍射图谱完全一致，没有出现杂峰，说明Tm:YAP晶体结晶完整，呈完好的YAP相。
不同浓度Tm:YAP与纯YAP的XRD谱
根据衍射数据算得不同浓度Tm:YAP晶体的晶胞参数示，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。 Tm:YAP晶体长出来是什么样子？重庆专业生长TmYAP
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]。 小细棒TmYAP哪家好Tm:YAP晶体能级结构？
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。
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。室温下晶体的吸收光谱是在JASCO V-570 type ultraviolet/visible/near-IR spectrophotometer 光谱仪上测定的。测试范围一般为190~2500nm，从190~350nm范围，光源为氘灯（deuterium lamp），从340~2500nm范围用卤灯（halogen lamp）。在我们的实验中，测试范围一般为190-2100，光谱分辨率为2nm。测试的原理是根据光的吸收定律（Lambert’s law）：
I/I0=e-αL (2-4)
其中I0为入射光强度，I为透过样品厚度为L的介质后的光强度，α为吸收系数。测试得到的吸收光谱数据为各波长下的光密度D，即lg(I/I0)。光密度D、吸收截面积σabs和吸收系数α具有如下的关系：
α= (2-5)
σabs= (2-6)
式中N为离子的掺杂浓度。
晶体变温吸收谱采用液氦冷却，MiniStat控温装置来实现，红外吸收谱光源为白光，光谱仪为Nicolet Nexus 470/670/870傅立叶红外光谱仪，分辨率为0.2nm。 Tm:YAP晶体结构及分凝系数多少？
1.1 Tm:YAP晶体的光谱性能1.1.1 Tm:YAP晶体的吸收谱实验中我们测试了常温下Tm:YAP晶体的不同浓度（1at%，3at%，4at%，5at%）不同方向非偏振吸收谱及4at%浓度下的不同方向偏振吸收谱，并且对4at%的b向样品进行了非偏振的变温吸收测试。
1at%，3at%，4at%，5at%Tm:YAP晶体c方向非偏振吸收谱。在418nm之后有5个吸收峰分别对应基态3H6到激发态3F4、3H5、3H4、3F2，3、1G4的跃迁，强度随浓度增大而增大，418nm之前包含两个峰，对应3H6到1D2 和1G5/2的跃迁，但其中3at%浓度样品吸收系数明显大于其它样品，这与3at%晶体颜色较深相一致，具体原因将在后面进行详细说明。 Tm:YAP晶体的激光性能多少？重庆专业生长TmYAP
Tm:YAP晶体的吸收谱。重庆专业生长TmYAP
1. 采用TPM法计算了Tm:YAP晶体JO参数：Ω2＝0.8×10-19cm2，Ω4＝1.6×10-19 cm2，Ω6＝1.1×10-19 cm2，拟合得到的JO参数与文献报道的非常接近；由JO参数计算得3F4能级辐射寿命为4.8ms。
2. 计算了Tm:YAP中能量交叉弛豫参数CD-A=1.53×10-40cm6/s，能量交叉弛豫半径为6.2Å，施主与施主离子能量转移参数CD-D=2.48×10-39cm6/s；对不同浓度能量传递速率WEE进行计算，并结合速率方程求解，得出泵浦效率h随浓度增加而增加。
3. 3at%、4at%及5at%浓度Tm:YAP晶体进行了激光性能的测试。其中4at%Tm:YAP c向晶体在泵浦功率为24W时，实现最大功率8.1W的1.935mm激光输出，比较大斜效率达42%，为目前我们实验中Tm:YAP晶体比较好激光输出结果；此外对H2退火前后3at%Tm:YAP晶体激光性能进行了比较，晶体经过氢气退火处理，斜率效率较未经退火的提高40%。 重庆专业生长TmYAP
