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。有Tm:YAP晶体吸收及发射截面计算公式吗?小细棒TmYAP推荐货源
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。 福建TmYAP市场价格Tm:YAP晶体的吸收谱图。
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
1.1.1 Tm:YAP晶体能级结构通过低温吸收谱和荧光谱,可以比较准确的确定Tm:YAP晶体的能级结构。如图4-17,由吸收谱和发射谱交叠,可确定3F4能级零声子线位置EZL=5621cm-1,然后根据发射谱确定基态13个stark能级,再根据吸收谱确定激发态能级,在这里我们给出了包含3H4、3H5、3F4以及基态3H6的能级图结构1.1.1 Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算光谱参数诸如吸收发射截面、J-O参数、跃迁几率等以及能量转移参数如能量交叉弛豫几率等是评估晶体激光性能、设计激光器结构所需要的重要参数,下面以Tm:YAP吸收和发射光谱为基础,对这些参数进行了计算。Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命的温度有依赖特性吗?
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。 什么是Tm:YAP晶体啊?常规尺寸TmYAP哪家好
Tm:YAP晶体长出来是什么样子?小细棒TmYAP推荐货源
Tm3离子在790nm附近的吸收与商用二极管匹配良好,量子效率接近200%。掺Tm3激光器可用作Ho3激光器和中红外参量振荡器的泵浦源。掺tm3激光器是近年来2m激光器的重点研究方向之一,以掺Tm3激光晶体为工作物质的LDPSSL是目前掺Tm3激光器的主要发展方向之一
在吸收大约0.79米的泵浦光后,Tm3从基态3H6跃迁到3H4能级。当Tm3掺杂大于一定浓度时,因为3H4和3F4的能级接近3F4和3H6的能级,所以3H4能级的Tm3很容易与基态的Tm3转移能量,产生两个3F4能级的Tm3,3F4能级的Tm3跃迁到基态产生约2m的荧光,称为“一个”,然而, 由于Tm3激光器本身是一个三能级系统,工作物质的温度对系统的效率和阈值影响很大,所以工作物质具有相对较高的热导率,这是Tm3激光器设计的关键因素之一。 此外,提高Tm3激光器效率的有效途径之一是选择声子能量较高的衬底,以增加基态的斯塔克分裂,增强跃迁的振子强度,增加发射截面
3H4能级的Tm3除了把能量转移到基态外,还可能跳低到3H5和3F4能级,产生约2.3m和1.4m的荧光,并可能吸收另一个光子,借助声子跳高到1G4和1D2能级,从而影响3H4 3H62 3F4的能量交叉弛豫过程。由于上转换概率随着Tm3掺杂浓度的增加而增加,因此在Tm3激光晶体中选择合适的掺杂浓度是必要的
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