Tm:YAP晶體能級結構通過低溫吸收譜和熒光譜，可以比較準確的確定Tm:YAP晶體的能級結構。如圖4-17，由吸收譜和發(fā)射譜交疊，可確定3F4能級零聲子線位置EZL=5621cm-1，然后根據(jù)發(fā)射譜確定基態(tài)13個stark能級，再根據(jù)吸收譜確定激發(fā)態(tài)能級，在這里我們給出了包含3H4、3H5、3F4以及基態(tài)3H6的能級圖結構1.1.1 Tm:YAP晶體光譜參數(shù)及能量轉(zhuǎn)移參數(shù)計算光譜參數(shù)諸如吸收發(fā)射截面、J-O參數(shù)、躍遷幾率等以及能量轉(zhuǎn)移參數(shù)如能量交叉弛豫幾率等是評估晶體激光性能、設計激光器結構所需要的重要參數(shù)，下面以Tm:YAP吸收和發(fā)射光譜為基礎，對這些參數(shù)進行了計算。TmYAP晶體具有寬的吸收峰、長熒光壽命和較大的積分發(fā)射截面的性質(zhì)。湖北品質(zhì)TmYAP晶體現(xiàn)貨直供
Tm:YAP晶體能級結構？由于上述優(yōu)異的熱力學和光譜激光性質(zhì)，Tm:YAP激光晶體已成為2m波段的重要晶體之一。自20世紀60年代末YAP晶體生長技術取得突破以來，人們開始研究YAP中Tm3的光譜特性。1973年，韋伯等人在77K下實現(xiàn)了YAP晶體中Tm3 1.861m激光輸出[29]。此后，Tm:YAP激光晶體的研究取得了很大進展，較大輸出功率為50W，比較大傾斜效率為60%。主要激光實驗報告如表12所示。除了Tm:YAG和Tm:YAP晶體外，Lu3Al5O12(LuAG)晶體也得到研究。陜西全固態(tài)TmYAP晶體廠家直供Tm:YAP 晶體的優(yōu)勢：優(yōu)良的物理、化學和光學性能。
退火對3at%Tm:YAP晶體的影響我們對3at%Tm:YAP樣品分別進行了H2和O2退火實驗，其中H2退火為1150℃保溫20h，O2退火為1200℃保溫10h，O2退火后晶體顏色加深，而H2退火后晶體顏色變淺。通過對退火前后吸收譜分析我們發(fā)現(xiàn)，氧氣退火使212nm-628nm吸收明顯增加，并且在254nm和372nm處出現(xiàn)兩個比較寬的吸收峰，而氫氣退火使該段吸收減少，并且差分吸收譜在254nm和372nm處也出現(xiàn)兩個凹陷的峰。我們認為這些缺陷的形成是由于Fe3+、Fe2+的存在造成。其中254nm左右為Fe3+吸收峰，372nm差吸收峰對應Fe3+→O2-→Fe2+電荷轉(zhuǎn)移吸收峰，氧氣退火使Fe3+增加而Fe2+減少，故兩處吸收峰增強，而氫氣退火使Fe3+減少而Fe2+增加，故兩處吸收峰減弱。
Tm:YAP晶體的生長通過提拉法生長了透明、完整不開裂、內(nèi)部無包裹物、散射少的的高光質(zhì)量Tm:YAP單晶，其中1at%、4at%、5at%、15at%Tm:YAP顏色隨濃度增加而加深從淡黃色到棕黃色，而3at%Tm:YAP呈深黃色，如圖 4_x001e_1所示。晶體毛坯尺寸分別為：1at% Tm:YAP晶體Φ35×80mm3，3at% Tm:YAP晶體Φ30×90mm3，4at% Tm:YAP晶體Φ35×80mm3，5at% Tm:YAP晶體Φ35×85mm3，15at% Tm:YAP晶體Φ30×56mm3。Tm:YAP晶體生長、光譜和激光性能研究。目前2m激光主要通過以下方式實現(xiàn)：摻Ho3固體激光器。摻Ho3固體激光器的2m波段激光輸出對應Ho3的5i7-5i8stark能級躍遷，具有受激發(fā)射截面大(是Tm3的5倍以上)、激光上能級壽命長(有利于儲能)、輸出波長大于2m(更有利于中遠紅外非線性變頻的應用)的特點，主要用于高峰值功率、高頻脈沖激光輸出。而摻Ho3激光晶體沒有合適的LD泵浦源，激光輸出往往是通過1.9m Tm3激光的共振泵浦實現(xiàn)的。Tm的熒光壽命，9.2ms@6％ Tm:YAG晶體是Tm:YAP晶體的兩倍長。
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(tài)3H6到激發(fā)態(tài)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(shù)明顯大于其它樣品，這與3at%晶體顏色較深相一致，具體原因?qū)⒃诤竺孢M行詳細說明。TmYAP晶體LD泵浦吸收帶寬比TmYAG晶體寬4nm。湖北品質(zhì)TmYAP晶體現(xiàn)貨直供
Tm:YAP吸收系數(shù)與濃度變化成正比?湖北品質(zhì)TmYAP晶體現(xiàn)貨直供
隨溫度升高，基態(tài)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(fā)射峰，隨溫度升高，譜線逐漸展寬，在左側出現(xiàn)新的熒光峰。BaY2F8是一種性能優(yōu)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(tài)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(tài)的Tm3轉(zhuǎn)移能量，產(chǎn)生兩個3F4能級的Tm3，3F4能級的Tm3躍遷到基態(tài)產(chǎn)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(tǒng)，工作物質(zhì)的溫度對系統(tǒng)的效率和閾值影響很大，所以工作物質(zhì)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。湖北品質(zhì)TmYAP晶體現(xiàn)貨直供
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