浙江加工TmYAP

1.1 Tm:YAP晶体的热导率由于Tm3+激光器是准三能级激光器，因而热学性质对其激光性能有较大影响，本实验中我们对1at%、3at%、4at%、5at%浓度b方向及4at%浓度a、b、c方向Tm:YAP晶体进行了热导率测试根据所测得热导率数值可得出以下结论：（1）1at% Tm:YAP热导率与报道纯YAP晶体热导率（11 W·m-1·K-1）接近，随着掺杂浓度增加，热导率明显降低，5at%浓度*有1at%一半多一点，因此高掺杂浓度Tm:YAP晶体将会增大泵浦阈值，并且不利于大能量激光输出的实现。（2）随温度升高热导率降低，当温度升高到150℃时热导率比室温下降低25%左右，在激光实验中必须对Tm:YAP激光晶体进行有效的冷却以提高激光效率。（3）Tm:YAP晶体b轴方向热导率略大于其它两个方向，三个方向热导率随温度变化一致。Tm:YAP晶体能级结构？浙江加工TmYAP

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。

目前常用的基体材料有晶体、玻璃、陶瓷。晶体中的粒子(原子、分子、离子或原子团)呈周期性有序排列，而玻璃和陶瓷则具有短程有序和长程无序的非晶结构。这些结构上的差异导致了它们的性能差异。与玻璃和陶瓷相比，晶体通常具有更高的热导率和更大的机械强度。晶体中的掺杂离子受到有序晶体场的影响，其发射谱线均匀加宽，线宽更窄，增益更高，因此被***用作固体激光器的工作物质。常用的基质晶体有：氧化物晶体，如蓝宝石(Al2O3或刚玉)；混合氧化物晶体，如钇铝石榴石(Y3Al5O12:YAG)和铝酸钇(yal  O3:yap)；硅酸盐晶体，如硅酸镥(Lu2SiO5:LSO)和硅酸钆(ga2s  io  5:GSO)；钒酸盐，如钒酸盐(yvo  4)；另外还有氟化物晶体和混合氟化物晶体。

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与纯YAP晶体具有相似的结构吗？

1993年，李等用800纳米的钛宝石激光器和5%的泵浦tm: yso在室温下获得了2.05米的连续激光输出。激光输出范围可扩展至2.01 ~ 2.07米，斜率效率为18%[38]。1998年，Jean-paul  Foing等人报道了以二极管为泵浦光源的5%Tm:YSO、10%Tm:CAS和5%Tm:SYS激光器的实验研究[36]。除了5%的Tm:SYS晶体由于其热力学性质不能产生激光振荡外，5%的Tm:YSO和10%的Tm:CAS晶体分别获得了110mW和39mW的激光输出，斜效率分别为26%和8.6%。指出TM3360YSO可实现1.93~2.07m范围内的宽调谐激光输出，其调谐范围为掺TM3的(1.93 ~ 2.07 m) (3)钒酸盐晶体Tm:YAP晶体提拉法生长的吗？江苏TmYAP供应

Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命。浙江加工TmYAP

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。 浙江加工TmYAP

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