广西TmYAP注意事项
本章通过对1at%、3at%、4at%、5at%及15at%Tm:YAP晶体生长、结构、热力学性质、光谱性质及激光性能研究，得出主要结论如下：
1. 由于Tm3+半径小于Y3+，随Tm3+的掺杂浓度增大，Tm:YAP晶格常数减小，Tm3+在Tm:YAP晶体中分凝系数大于0.8。
2. Tm:YAP晶体热导率随掺杂浓度增大而明显减小，并且随温度升高减小，这一性质对Tm:YAP激光运转不利，在激光实验中需进行有效冷却。
3. 对于3at%Tm:YAP晶体的缺陷进行分析，认为该晶体颜色较深是由Fe离子存在造成。
4. 根据所测得的低温光谱，给出了Tm:YAP的能级结构。
5. 随掺杂浓度增加，Tm:YAP晶体吸收系数线性增加；荧光光谱上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；3F4能级寿命随浓度增大呈先增大后减小趋势，15at%浓度寿命降低到0.88ms。 有Tm:YAP晶体吸收及发射截面计算公式吗？广西TmYAP注意事项
由于Tm:YAP的各向异性特性，我们采用TPM法计算了其JO参数。对三个方向的非偏振吸收谱，选取3H6→3F4、3H5、3H4、3F2、3及1G4吸收峰进行积分，利用公式3-1计算得实验谱线强度（折射率n取1.93），并利用公式3-2拟合得JO参数：
Ω2＝0.8×10-19cm2，Ω4＝1.6×10-19 cm2，Ω6＝1.1×10-19 cm2
均方根偏差1.51×10-22 cm2，说明拟合结果较好。拟合得到的JO参数与文献[71]报道的比较接近（Ω2＝0.67×10-19cm2，Ω4＝2.3×10-19 cm2，Ω6＝0.74×10-19 cm2）。
通过JO参数可以对Tm3+荧光性质进行预测，这里我们计算了3F4、3H4能级到低能级跃迁谱线强度S、辐射跃迁几率A、荧光分支比β及辐射寿命τ 圆棒TmYAP方法Tm:YAP晶体能量转移参数计算方法是？
1.1.1 热导率测试本实验中采用激光脉冲法对所生长晶体热导率进行了测量。激光脉冲法是常用的测试热导率方法之一，可以获得不同温度下样品的热导率。其原理为：在四周绝热的薄圆片试样的正面，辐照一个垂直于试样正面的均匀的激光脉冲进行加热，热量在样品中扩散，使样品背部的温度上升。通过热电偶或红外线测量仪测出试样背面温升，输入到高速记忆存储器，放大后再输出到计算机进行处理，获得热扩散系数a，然后通过公式
λ=α.C.ρ (2-3)
计算得样品热导率。其中λ为热导率，C为样品比热系数，ρ为样品密度。
实验测试在上海硅酸盐研究所自行研制的激光脉冲法高温热扩散率测定仪上进行，测试时样品表面加SiC吸收涂层。
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。 Tm:YAP晶体的常温荧光谱及荧光寿命？
Tm:YAP晶体能量转移参数计算
（1）多声子弛豫几率
通过公式3-12可计算Tm:YAP晶体中的多声子弛豫几率，其中Ep、C、a由文献[71]可知分别为：600cm-1、6.3×109s-1、4.7×10-3cm，结合以上能级数据，可得出每一能级向下能级跃迁的多声子弛豫几率
2）能量传递速率
本论文中我们假设1at%Tm:YAP浓度足够低，交叉弛豫可忽略不计，通过1at%Tm:YAP吸收和发射光谱对Tm:YAP中Tm3+能量转移的微观参数进行了估算。其中施主离子与受主离子间能量交叉弛豫参数CD-A采用3H4→3F4发射截面（F-L公式计算）与3H6→3F4吸收截面交叠积分代入公式3-18计算，计算结果为：CD-A=1.53×10-40cm6/s
。 Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命？吉林抛光TmYAP
YAP晶体属正交晶系畸变钙钛矿结构？广西TmYAP注意事项
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。 广西TmYAP注意事项