湖南圆棒TmYAP
Tm:YAP晶体在800nm左右吸收峰,峰值在796nm,与商用二极管的发射波长匹配良好,图4-5 (b)给出了796nm吸收峰峰值及半高宽随浓度的变化情况,可见随浓度增加,吸收系数基本呈线性增加,5at%Tm:YAP在此处吸收系数达4.85cm-1,而吸收半高宽(FWHM)随浓度变化基本保持不变,约为16nm。由于YAP具有各向异性,我们测试了4at%Tm:YAP的偏振吸收特性,如图4-6所示。当偏振方向平行于b轴时,样品具有比较大吸收6.23cm-1,吸收峰值位于795nm,而当偏振方向平行c轴时,样品在800nm具有较大吸收系数3.99cm-1。Tm:YAP晶体吸收及发射截面计算方式?湖南圆棒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中国澳门TmYAP成本价Tm:YAP晶体的吸收谱图。
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%。
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。 退火对3at%Tm:YAP晶体的影响大吗?
(2)渡族金属离子。
渡族金属离子,如铬(Cr3)、钛(Ti3)、镍(Ni3)、钴(Co2)等。在这类活化离子中,不完全电子壳层是**外层的电子壳层,没有外层电子的屏蔽作用,因此活化离子的能级和发光特性明显受到基质晶场的影响。
(3)锕系金属离子。
由于锕系元素具有放射性,难以制备,只有铀(U3)可以作为掺杂的活性离子获得激光作用。1.22米激光器的研究进展
2m激光的发射波长范围一般为1.87-2.16米,主要以Tm3和Ho3作为活性离子。2m固体激光器由于其在水中的吸收系数高、大气传输性好、对人眼安全等优点,在医学和***领域有着重要的应用,主要体现在以下几个方面:(1)医用手术刀。图12显示了生物组织中各种发色团的吸收光谱,其中水分子对光的吸收系数是激光与生物组织相互作用的重要因素。从图中可以看出,水分子在2m左右有很强的吸收带,而黑色素和血红素在该带的吸收率较低,所以2m激光容易被生物组织吸收,2m激光对人体组织的穿透深度为0.1~0.2 mm一次。可用于浅表手术,不伤深部身体,手术精度高,对人眼安全,可通过光纤传输。它可以在许多带有内窥镜的医学学科中用作手术刀。 Tm:YAP晶体的常温荧光谱及荧光寿命?江西质量好TmYAP
Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算方法?湖南圆棒TmYAP
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。
根据吸收光谱计算出Tm:YAP晶体的JO参数为: 2=0.8 10-19cm2, 4=1.6 10-19cm2, 6=1.1 10-19cm2,均方根偏差为1.5110-22 cm2。根据吸收和发射的重叠积分,计算了tm3360 yap中的能量交叉
测试了浓度为3at%、4at%和5at%的Tm:YAP晶体的激光性能。当泵浦功率为24W,最大功率为8.1W,比较大斜率效率为42%,激光输出波长为1.935米时,4at % Tm:YAP c向样品获得比较好激光输出。
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