湖北TmYAP注意事项

通过已知的发射截面和吸收截面，可由下式对增益截面进行估算[76]：

                        (4-4)

该公式中，σg(λl)表示在某一激光波长λl处的增益截面，β表示处于激发态的粒子占总粒子的分数，σem(λl)和σabs(λl)则分别表示激光波长处的发射截面和吸收截面。

图4-21  5at%Tm:YAP晶体E//a方向增益截面

计算所得增益截面如图4-21，可见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晶体提拉法生长的吗？湖北TmYAP注意事项

Tm:YAP

 Tm:YAP晶体能量转移参数计算:

将WEE及多声子弛豫几率、辐射跃迁几率代入速率方程3-21，3-25求解（设泵浦源功率5W），并利用式3-26可得3F4→3H6与3H4→3F4跃迁强度比h，h与Tm3+掺杂浓度关系如图4-22，可见泵浦效率随浓度增加而增加。但事实上，随浓度增加，能量传递速率WEE的增加必将增大3F4+3F4→3H4+3H6能量反交叉弛豫几率，并且容易使能量在Tm3+间传递过程增长而发生浓度淬灭，因此将存在一个比较好化的掺杂浓度。............ 四川抛光TmYAPTm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算方法？

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%。

一、基质材料

激光工作物质中的基体材料为***离子提供了外场，使***离子产生合适的激光发射，并影响发射峰位置和发射线宽。由相同活化离子的不同基质组成的工作物质可以具有不同的发射波长范围、激光阈值和激光倾斜效率。一般来说，作为激光工作物质的基体材料应具有以下特征：

(1)良好的光学性能。基体材料应具有宽的传输线和高的透光率，以满足激光输出的需要。

(2) 良好的力学和热力学性能。基体应具有高的机械强度和导热性，小的热膨胀系数和稳定的热光性能。由于激光会产生大量的热能和一系列的热效应，从而影响激光的振荡阈值，甚至损害工作物质的质量，所以热力学性能对于激光工作物质来说非常重要。

(3)可以为活性离子提供合适的掺杂位置。为了获得不同功率的不同种类的激光输出，需要一定浓度的活化离子，因此基体材料应该具有与活化离子半径相近的元素，以保证活化离子能够顺利进入晶格。

(4)易于准备。可以在保证光学质量的前提下制备掺杂材料。 Tm:YAP晶体能级结构多少？

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晶体的激光性能多少？四川抛光TmYAP

Tm:YAP晶体的吸收谱。湖北TmYAP注意事项

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。