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不同濃度Tm:YAP與純YAP的XRD譜,根據衍射數據算得不同濃度Tm:YAP晶體的晶胞參數示,其晶格常數a、b、c及晶胞體積分別略小于純YAP相應值,并且基本上隨Tm3+摻雜濃度增大而進一步減小,但總得說來,基質晶體結構的畸變較小。這主要是因為Tm3+與Y3+同屬于鑭系的三價稀土離子,Tm3+的半徑0.88 ?略小于Y3+的半徑(0.9 ?),因此Tm3+的摻入使晶胞參數略微減小而不會改變YAP基質晶體的結構。2m激光的發射波長范圍一般為1.87-2.16米,主要以Tm3和Ho3作為活性離子。2m固體激光器由于其在水中的吸收系數高、大氣傳輸性好、對人眼安全等優點,在醫學領域有著重要的應用,主要體現在以下幾個方面:醫用手術刀。 與Tm:YAP相比,Tm:YAP具有類似于Tm:YAP的優異熱力學性能。北京進口TmYAP晶體現貨供應
3at%Tm:YAP激光實驗在水冷溫度18℃下進行,樣品垂直b向切割,尺寸為4×4×8mm3,當注入功率22W時,獲得5W 波長為1.94mm激光輸出,光光轉換效率23%。輸出鏡透射耦合率5%和8mm長晶體配合使用時,由于諧振腔透射損耗減小,增益較低的1.98~1.99mm波長振蕩輸出。對H2退火前后晶體激光性能進行了比較,3at%Tm:YAP晶體經過氫氣退火處理,斜率效率較未經退火的提高40%,可見H2退火使晶體中雜質離子(Fe3+等)及缺陷減少,提高了晶體的激光性能,具體原因還有待于進一步分析。北京進口TmYAP晶體現貨供應Tm的熒光壽命,9.2ms@6% Tm:YAG晶體是Tm:YAP晶體的兩倍長。
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。
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。Tm:YAP晶體的795nm泵浦吸收帶與常用的高功率AlGaAs二極管發射波長匹配得更好。
下面以Tm:YAP吸收和發射光譜為基礎,對這些參數進行了計算。Tm:YAP晶體生長、光譜和激光性能研究。室溫下晶體的吸收光譜是在JASCO V-570 type ultraviolet/visible/near-IR spectrophotometer 光譜儀上測定的。測試范圍一般為190~2500nm,從190~350nm范圍,光源為氘燈(deuterium lamp),從340~2500nm范圍用鹵燈(halogen lamp)。在我們的實驗中,測試范圍一般為190-2100,光譜分辨率為2nm。測試的原理是根據光的吸收定律(Lambert’s law): I/I0=e-αL(2-4)其中I0為入射光強度,I為透過樣品厚度為L的介質后的光強度,α為吸收系數。測試得到的吸收光譜數據為各波長下的光密度D,即lg(I/I0)。光密度D、吸收截面積σabs和吸收系數α具有如下的關系:α=(2-5);σabs=(2-6)式中N為離子的摻雜濃度。晶體變溫吸收譜采用液氦冷卻,MiniStat控溫裝置來實現,紅外吸收譜光源為白光,光譜儀為Nicolet Nexus 470/670/870傅立葉紅外光譜儀,分辨率為0.2nm。 TmYAP晶體2mm波段激光輸出效率高于TmYAG。北京進口TmYAP晶體現貨供應
摻銩鋁酸釔激光晶體的生長,用于光電子材料領域。北京進口TmYAP晶體現貨供應
Tm:YAP晶體能量轉移參數計算:(1)多聲子弛豫幾率,通過公式3-12可計算Tm:YAP晶體中的多聲子弛豫幾率,其中Ep、C、a由文獻[71]可知分別為:600cm-1、6.3×109s-1、4.7×10-3cm,結合以上能級數據,可得出每一能級向下能級躍遷的多聲子弛豫幾率;(2)能量傳遞速率,本論文中我們假設1at%Tm:YAP濃度足夠低,交叉弛豫可忽略不計,通過1at%Tm:YAP吸收和發射光譜對Tm:YAP中Tm3+能量轉移的微觀參數進行了估算。其中施主離子與受主離子間能量交叉弛豫參數CD-A采用3H4→3F4發射截面(F-L公式計算)與3H6→3F4吸收截面交疊積分代入公式3-18計算,計算結果為:CD-A=1.53×10-40cm6/s。北京進口TmYAP晶體現貨供應
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