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三价稀土金属离子有未填充的4f轨道，5s5p轨道处于满态。由于外电子的屏蔽作用，4f层电子受外界电磁场的影响较小，因此这些离子在不同的矩阵中具有类似自由电子的相对稳定的能级结构。迭克集团给出了60年代晶体中主要三价稀土离子的能级图[8]，如图11所示。外电子的屏蔽作用也使得三价稀土离子的4f4f跃迁谱线锐利，吸收带强，受基体影响较小，成为激光材料发展的优先。二价的稀土离子主要包括Sm2、Dy2和Er2。二价稀土离子的4f壳层比三价离子多一个电子，降低了5d态的能量。因此，4f5d跃迁的吸收带在可见光区，振子强度远大于4f4f跃迁吸收的振子强度，有利于离子吸收光泵能量。然而，二价稀土离子的激光辐射跃迁一般是4f4f跃迁，因此保持了三价离子的锐线光谱特性。但是，二价的稀土离子不稳定，暴露在高能辐射下容易失去4f壳层中的一个电子，变价，导致色心和激光性能差。Tm:YAP晶体提拉法生长的吗？广东圆棒TmYAP

3)共掺Tm3和Ho3固态激光器。Ho3的5I7能级与Tm3的3F4能级相匹配，很容易实现它们之间的有效能量传递。利用ho3 敏化，高能脉冲激光可以实现2m焦耳以上的输出。但是，Tm3和Ho3之间容易发生上转换发光和反向能量转移，影响上能级粒子的聚集，降低激光效率。例如，HO:LULIF4激光器的比较高单脉冲能量可达1J，而其比较高斜率效率*为16.5%[21]。因此，开发Tm3和Ho3共掺固体激光器的关键是找到合适的激光基质来提高Tm3和Ho3之间的能量转移效率，从而提高激光输出效率。

综上所述，掺Tm3 /Ho3的LD泵(包括单掺Tm3和Ho3；双掺杂Tm3和Ho3)晶体具有结构紧凑、光束质量好、能满足雷达发射源线宽度和脉冲宽度等傅里叶变化极限要求等特点。它是实现高效率2m波段连续和调q脉冲激光输出的***方法之一，是目前中红外固体激光器研究领域的一个热点。 黑龙江常规尺寸TmYAPTm:YAP晶体长出来是什么样子？

掺Tm3钨酸盐晶体是近年来研究较多的一种激光晶体。常见的有Tm:KY(WO4)2(Tm:KYW)、Tm:KGd(WO4)2(Tm:KGdW)、Tm:KLu(WO4)2(Tm:KLuW)等。KReW属于单斜双轴晶体，其作为激光基质的优点是：离子间距大，易于实现高浓度掺杂，猝灭浓度低。吸收发射峰宽，吸收发射截面大。3H63H4的吸收峰在800nm后达到峰值，更有利于使用商用二极管作为泵浦源，而较大的增益截面和较短的上能级寿命有利于被动锁模激光实验。掺Tm3钨酸盐晶体的激光实验***在KYW晶体上进行。2002年，Batay  L  E等人报道了二极管泵浦的Tm:KYW晶体的连续可调激光输出，最大功率为1.8W[51]。同年，他们在Tm:KYW晶体中实现了被动调Q激光输出，比较大脉冲能量约为4J，**窄脉冲宽度为55ns[48]。2004年，Petrov等人在Tm:KGdW中实现了1790-2042nm的宽调谐激光输出[47]。2006年，该团队采用Ti:蓝宝石802nm作为激发源，实现了1.95m的激光输出，最大输出功率为4W，比较大倾斜效率为69%，调谐范围为1800~1987nm，是目前掺Tm3钨酸盐晶体的比较好激光实验结果

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。

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晶体的吸收谱图。广东圆棒TmYAP

Tm:YAP晶体如何生长？广东圆棒TmYAP

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]。 广东圆棒TmYAP