Tm:YAP晶體熒光譜及熒光壽命的溫度依賴特性多少?為了更好了解Tm3+在Tm:YAP晶體中吸收躍遷特性以及其溫度依賴特性,我們測試了4at%Tm:YAP晶體b向樣品的變溫吸收譜。圖4-7為3H6→3H4躍遷對應的變溫吸收譜。低溫下Tm3+吸收為尖銳譜線,隨溫度升高,吸收峰變寬,吸收強度減弱,這是由于溫度升高,晶格熱振動增強,吸收過程將伴隨更多的聲子發射,使躍遷幾率減小,強度減弱,譜峰變寬。紅外側805nm之后存在兩個較弱的吸收峰,隨溫度升**度增強,我們認為這兩個小峰對應基態中較高的Stark能級吸收躍遷。隨溫度升高,基態中較高的Stark能級熱布局增大,因而躍遷強度增大。整個吸收光譜隨溫度升高重心紅移。Tm:YAP晶體具有良好的光學性能。湖南全固態TmYAP晶體定制
到目前為止,2m激光器經歷了近50年的發展,已經普遍應用于科學研究、醫療等領域。綜上所述,目前2m激光主要通過以下方式實現:摻Tm3固態激光器。摻Tm3固體激光器是2m波段**重要的固體激光器。Tm3離子在790nm附近的吸收與商用二極管的吸收匹配良好,2m波段激光輸出對應3f4和3h6能級之間的躍遷,具有長熒光壽命的特點,由于Tm3離子的交叉弛豫,其量子效率接近200%,可以實現連續波高功率激光輸出。Tm:YAG、Tm:LuAG、Tm:YAP、Tm:YLF/LuLF等。湖南全固態TmYAP晶體定制Tm:YAG晶體發射的橫截面積比Tm:YAP晶體稍低。
隨溫度升高,基態中較高的Stark能級熱布局增大,因而躍遷強度增大。整個吸收光譜隨溫度升高重心紅移。低溫下Tm:YAP*有少量尖銳發射峰,隨溫度升高,譜線逐漸展寬,在左側出現新的熒光峰。BaY2F8是一種性能優良的激光晶體,近年來研究較多。Cornacchia F的工作組對比分析了一系列摻雜了一系列濃度的Tm3離子,得到了12% Tm: BaY2F8,泵浦源為780nm二極管,輸出峰值在1923nm,較大輸出功率為645mW,斜率效率為32%的比較好激光輸出。在吸收大約0.79米的泵浦光后,Tm3從基態3H6躍遷到3H4能級。當Tm3摻雜大于一定濃度時,因為3H4和3F4的能級接近3F4和3H6的能級,所以3H4能級的Tm3很容易與基態的Tm3轉移能量,產生兩個3F4能級的Tm3,3F4能級的Tm3躍遷到基態產生約2m的熒光,稱為“一個”,然而, 由于Tm3激光器本身是一個三能級系統,工作物質的溫度對系統的效率和閾值影響很大,所以工作物質具有相對較高的熱導率,這是Tm3激光器設計的關鍵因素之一。
近年來隨著激光技術的快速發展和激光器件的不斷增加,可供臨床使用的激光種類也越來越多,無論是從高功率連續激光到飛秒超短脈沖激光,還是從深紫外激光到中紅外激光,無不在外科手術、疾病診斷、美容保健等方面表現出重要的應用潛力。因此在選用醫用激光器時,應根據不同的臨床需求并結合激光器件的較新發展,確定較適合的激光參數及指標,從而對醫用激光器做出合理而實用的選擇。Tm:YAP晶體的常溫熒光譜及熒光壽命3at%Tm:YAP的不同方向偏振熒光特性。在2mm波段Tm:YAP有比較寬的發射帶(1600nm-2150nm),有利于實現調諧激光輸出,而E//a發射譜在1940nm處具有較強發射峰。TmYAP晶體寬度的吸收峰值也要比TmYAG晶體寬些。
Tm:YAP晶體主要應用在哪個領域?Tm:YAP晶體的光譜性能1.1.1 Tm:YAP晶體的吸收譜實驗中我們測試了常溫下Tm:YAP晶體的不同濃度(1at%,3at%,4at%,5at%)不同方向非偏振吸收譜及4at%濃度下的不同方向偏振吸收譜,并且對4at%的b向樣品進行了非偏振的變溫吸收測試。1at%,3at%,4at%,5at%Tm:YAP晶體c方向非偏振吸收譜。在418nm之后有5個吸收峰分別對應基態3H6到激發態3F4、3H5、3H4、3F2,3、1G4的躍遷,強度隨濃度增大而增大,418nm之前包含兩個峰,對應3H6到1D2 和1G5/2的躍遷,但其中3at%濃度樣品吸收系數明顯大于其它樣品,這與3at%晶體顏色較深相一致,具體原因將在后面進行詳細說明。低溫下TmYAP有少量尖銳發射峰。江蘇LD抽運高重頻TmYAP晶體報價
Tm:YAP激光器工作過程中產生的熱雙折射效應,提高激光輸出效率。湖南全固態TmYAP晶體定制
由于Tm:YAP的各向異性,對3F4→3H6躍遷的發射截面,我們采用F-L公式以及偏振發射譜進行了計算。F-L公式可表示為:(4-3)式中c為光速,λ為波長,I(λ)為熒光光譜上某一波長λ處的熒光強度,n為折射率,τrad為上能級輻射壽命。5at%Tm:YAP各偏振方向發射截面計算結果如圖4-19所示,其中E//a方向在1934nm具有比較大發射截面4.5×10-21cm2,接近于報道數據5.0×10-21cm2。3at%Tm:YAP、4at%Tm:YAP、5at%Tm:YAP晶體E//a發射截面在1934nm處基本相同。湖南全固態TmYAP晶體定制
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