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晶体能量转移参数计算。四川TmYAP成本价
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%。 内蒙古质量好TmYAPTm:YAP与纯YAP晶体具有相似的结构?
***离子
激光工作物质通过***离子粒子数反转来实现激光操作。常用于活化离子的元素有:稀土金属离子(二价或三价);渡族金属离子;锕系金属离子。
(1)稀土金属离子。
稀土元素是门捷列夫元素周期表第三亚组的15种镧系元素,原子序数从57到71不等。从19世纪末开始,稀土元素被用于制造蒸汽灯罩、燧石和弧光灯碳棒等初级应用产品,现在广泛应用于彩电屏幕、三基色节能灯、绿色高能可充电电池、汽车尾气净化催化剂、计算机驱动器、核磁共振成像器、固态激光器、光纤通信和磁悬浮列车等高科技领域。
1. 随温度升高,Tm:YAP晶体吸收和发射峰逐渐展宽形成谱带;在吸收谱上峰位重心红移,而发射谱则重心蓝移,这是由离子能级热布居改变引起的;此外随温度升高3F4能级寿命先增大后减小。
2. 非偏振吸收谱a、c向样品在795nm处具有较大吸收截面,约为5.0×10-21cm2,在800nm处b向样品具有约3.6×10-21cm2吸收截面。
3. 5at%Tm:YAP各偏振方向发射截面中E//a方向在1934nm具有比较大发射截面4.5×10-21cm2,对该偏振方向增益截面进行了计算,结果显示,Tm:YAP晶体E//a方向具有宽且平缓的发射峰,以β=0.5为例,从1756nm至2150nm范围内增益截面均为正值,这说明Tm:YAP在2mm波段将具有宽调谐特性。增益截面峰值为1934nm,当β=0.5时,该峰值达到2.08×10-21cm2。 Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命的温度有依赖特性吗?
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]。 Tm:YAP晶体的激光性能多少?广东专业生长TmYAP
Tm:YAP晶体的吸收谱图。四川TmYAP成本价
(5)基体干扰小。在原子吸收光谱分析中,经常会遇到形成稳定化合物的干扰,在ICP光谱分析中可以忽略,电离干扰不明显,可以用一套标准溶液来分析各种样品溶液。(6)多元素可以同时测定,样品中的主要成分、次要成分和微量成分可以同时测定。(7)可测量的元素有很多种(约80种)。目前,电感耦合等离子体原子发射光谱法已成为同时测定多种无机元素的有力工具.该方法在我们的实验中主要是用于测定晶体中掺杂元素的含量,采用的等离子体发射光谱仪型号为Advantage(美国Thermol公司)。样品为少量晶体研磨成尽可能细的粉末,测定元素含量时需将样品溶解配成溶液。计算晶体中掺杂离子的分凝系数,取样位置一般位于籽晶与晶体相接处以下,靠近晶体顶部的部分。四川TmYAP成本价