西藏专业抛光TmYAP

时间:2021年07月17日 来源:

Tm:YAP激光晶体

YAP晶体属于正交畸变钙钛矿结构,是负双轴晶体。其结构参数和基本理化性质见表11。

Tm:YAP具有与纯YAP晶体相似的结构。与Tm:YAP相比,Tm:YAP具有类似于Tm:YAP的优异热力学性能,并且由于其双光轴,可以***Tm:YAP激光器工作过程中产生的热双折射效应,提高激光输出效率。另外,Tm:YAP的结构各向异性使得其发射截面各向异性,不同取向的Tm:YAP晶体具有不同的激光功能、输出波长和工作形式。在光谱性质上,对应于3H63H4的Tm:YAP的吸收峰约为795nm,报道的吸收截面为6.7  10-21 cm2(797nm,与非偏振的比值为3%)[28],这更有利于用商用二极管GaAs/铝镓砷泵浦。其荧光范围覆盖1.6~2.1m,在1.936m处的发射截面达到5 和10-21 cm2(方向未知),约为Tm:YAG的两倍,激光器的上能级寿命约为5ms[25]。Tm:YAP可输出1.94m连续和1.965~2.020m连续调谐激光输出,特别指出1.94m激光与2.5m  Cr:ZnSe吸收匹配良好。 Tm:YAP晶体的吸收谱。西藏专业抛光TmYAP

室温下晶体的吸收光谱是在JASCO V-570 type ultraviolet/visible/near-IR spectrophotometer 光谱仪上测定的。测试范围一般为190~2500nm,从190~350nm范围,光源为氘灯(deuterium lamp),从340~2500nm范围用卤灯(halogen lamp)。在我们的实验中,测试范围一般为190-2100,光谱分辨率为2nm。测试的原理是根据光的吸收定律(Lambert’s law):

      I/I0=e-αL                                   (2-4)

其中I0为入射光强度,I为透过样品厚度为L的介质后的光强度,α为吸收系数。测试得到的吸收光谱数据为各波长下的光密度D,即lg(I/I0)。光密度D、吸收截面积σabs和吸收系数α具有如下的关系:

     α=                                 (2-5)

σabs=                                  (2-6)

式中N为离子的掺杂浓度。

晶体变温吸收谱采用液氦冷却,MiniStat控温装置来实现,红外吸收谱光源为白光,光谱仪为Nicolet Nexus 470/670/870傅立叶红外光谱仪,分辨率为0.2nm。 广西TmYAP成本价Tm:YAP与纯YAP晶体具有相似的结构吗?

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

 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。............ 测试了Tm:YAP晶体不同浓度不同方向热导率以及4at%Tm:LSO垂直生长方向热导率,为激光实验提供指导意义。

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。 低温下Tm:YAP*有少量尖锐发射峰,随温度升高,谱线逐渐展宽,在左侧出现新的荧光峰。贵州圆棒TmYAP

Tm:YAP晶体主要应用在哪个领域?西藏专业抛光TmYAP

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。 西藏专业抛光TmYAP

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