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吸收系数与浓度变化成正比?青海超薄片TmYAP
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。 质量好TmYAP方法退火对3at%Tm:YAP晶体的影响大吗?
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。
到目前为止,2m激光器经历了近50年的发展,已经广泛应用于科学研究、医疗、***等领域。综上所述,目前2m激光主要通过以下方式实现:
1)掺Tm3固态激光器。掺Tm3固体激光器是2m波段**重要的固体激光器。Tm3离子在790nm附近的吸收与商用二极管的吸收匹配良好,2m波段激光输出对应3f4和3h6能级之间的跃迁,具有长荧光寿命的特点,由于Tm3离子的交叉弛豫,其量子效率接近200%,可以实现连续波高功率激光输出。Tm:YAG、Tm:LuAG、Tm:YAP、Tm:YLF/LuLF等。
2)掺Ho3固体激光器。掺Ho3固体激光器的2m波段激光输出对应Ho3的5i7-5i8stark能级跃迁,具有受激发射截面大(是Tm3的5倍以上)、激光上能级寿命长(有利于储能)、输出波长大于2m(更有利于中远红外非线性变频的应用)的特点,主要用于高峰值功率、高频脉冲激光输出。而掺Ho3激光晶体没有合适的LD泵浦源,激光输出往往是通过1.9m Tm3激光的共振泵浦实现的。 低温下Tm:YAP*有少量尖锐发射峰,随温度升高,谱线逐渐展宽,在左侧出现新的荧光峰。
tm: yap晶体的生长、光谱和激光性能研究。
用直拉法成功地生长了浓度分别为1at%、3at%、4at%、5at%和15at%的Tm:YAP晶体,这些晶体均具有较高的光学质量,无宏观缺陷。用XRD和ICP分析了晶体结构和偏析特征,用激光脉冲法测试了TM3360YAP晶体的热导率。结果表明,随着掺杂浓度的增加,TM3360YAP晶体的热导率***降低。
测试和分析了不同浓度的Tm:YAP晶体的吸收和荧光特性及其温度依赖性。高浓度掺杂晶体表现出荧光猝灭现象。不同浓度的偏振荧光光谱显示,在1934 nm,浓度为5%时,在E//a方向的比较大发射截面为4.510-21cm2,发射峰宽而平。 Tm:YAP晶体主要用在哪方面啊?质量好TmYAP方法
Tm:YAP晶体的激光性能?青海超薄片TmYAP
由于上述优异的热力学和光谱激光性质,Tm:YAP激光晶体已成为2m波段的重要晶体之一。自20世纪60年代末YAP晶体生长技术取得突破以来,人们开始研究YAP中Tm3的光谱特性。1973年,韦伯等人***在77K下实现了YAP晶体中Tm3 1.861m激光输出[29]。此后,Tm:YAP激光晶体的研究取得了很大进展,最大输出功率为50W,比较大倾斜效率为60%。主要激光实验报告如表12所示。除了Tm:YAG和Tm:YAP晶体外,Lu3Al5O12(LuAG)晶体也得到***研究。LuAG在YAG晶体中用Lu3代替Y3,因此具有类似YAG的石榴石结构。随着Lu3的取代,Tm:LuAG激光器的输出波长向红外方向延伸,Tm: LuAG激光器在自由模式下的工作波长为2.023m,在大于2m的激光器应用中具有一定的意义。(2)掺Tm3的硅酸盐晶体在此不详细描述青海超薄片TmYAP