Tm:YAP晶體的生長(zhǎng)通過(guò)提拉法生長(zhǎng)了透明、完整不開裂、內(nèi)部無(wú)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(zhǎng)、光譜和激光性能研究。目前2m激光主要通過(guò)以下方式實(shí)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(duì)應(yīng)Ho3的5i7-5i8stark能級(jí)躍遷，具有受激發(fā)射截面大(是Tm3的5倍以上)、激光上能級(jí)壽命長(zhǎng)(有利于儲(chǔ)能)、輸出波長(zhǎng)大于2m(更有利于中遠(yuǎn)紅外非線性變頻的應(yīng)用)的特點(diǎn)，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(méi)有合適的LD泵浦源，激光輸出往往是通過(guò)1.9m Tm3激光的共振泵浦實(shí)現(xiàn)的。用直拉法可成功地生長(zhǎng)了濃度分別為1at%、3at%、4at%、5at%和15at%的Tm:YAP晶體。湖南人工TmYAP晶體制造
Tm:YAP與純YAP晶體具有相似的結(jié)構(gòu)嗎？報(bào)道的摻Tm3硅酸鹽晶體包括y2 O3(YSO)、CaAl2SiO7(CAS)和SrY4(SiO4)3O(SYS)。與鋁酸鹽晶體相比，硅酸鹽晶體一般對(duì)稱性較低，聲子能量較大，因此能級(jí)分裂較大，有利于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的形成。更強(qiáng)的晶場(chǎng)使它們具有更強(qiáng)的躍遷振子強(qiáng)度、更寬的吸收峰和發(fā)射峰以及更大的吸收和發(fā)射截面。但是硅酸鹽晶體一般壽命短，熱導(dǎo)率比鋁酸鹽低，影響輸出激光性能。鑒于上述硅酸鹽基質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)和較差的熱力學(xué)性質(zhì)，摻Tm3的硅酸鹽晶體在薄板激光器和鎖模激光器中有很大的應(yīng)用前景。表13顯示了Tm3 YSO、CAS和SYS晶體的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和光譜特性。湖北TmYAP晶體廠家直供2m激光的發(fā)射波長(zhǎng)范圍一般為1.87-2.16米，主要以Tm3和Ho3作為活性離子。
不同濃度Tm:YAP與純YAP的XRD譜，根據(jù)衍射數(shù)據(jù)算得不同濃度Tm:YAP晶體的晶胞參數(shù)示，其晶格常數(shù)a、b、c及晶胞體積分別略小于純YAP相應(yīng)值，并且基本上隨Tm3+摻雜濃度增大而進(jìn)一步減小，但總得說(shuō)來(lái)，基質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的畸變較小。這主要是因?yàn)門m3+與Y3+同屬于鑭系的三價(jià)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(shù)略微減小而不會(huì)改變YAP基質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)。2m激光的發(fā)射波長(zhǎng)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(shù)高、大氣傳輸性好、對(duì)人眼安全等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：醫(yī)用手術(shù)刀。
Tm:YAP晶體的常溫?zé)晒庾V及熒光壽命？2000年，Budni P A等人用120W光纖耦合二極管泵浦3% TM3360 ylF，獲得36W激光輸出[54]。然后Dergachev A報(bào)道了3.5%的Tm:YLF 1905-2067nm寬調(diào)諧CW激光輸出，多縱模輸出功率大于18W，斜率效率37%，單縱模輸出功率12W[55]。在CaF2晶體中，Tm3吸收系數(shù)小，輻照后容易轉(zhuǎn)變?yōu)門m2，因此對(duì)Tm:CaF2晶體2m波段激光的研究很少。2004年，Camy P等人用767nm Ti:藍(lán)寶石激光器泵浦1.34%的Tm:CaF2晶體，獲得調(diào)諧范圍1835~1970nm、斜率效率41% 的激光輸出。Tm:YAG晶體,摻銩釔鋁石榴石晶體可提供增透，局部或高反等諸多鍍膜選擇。
用直拉法成功地生長(zhǎng)了濃度分別為1at%、3at%、4at%、5at%和15at%的Tm:YAP晶體，這些晶體均具有較高的光學(xué)質(zhì)量，無(wú)宏觀缺陷。用XRD和ICP分析了晶體結(jié)構(gòu)和偏析特征，用激光脈沖法測(cè)試了TM3360YAP晶體的熱導(dǎo)率。結(jié)果表明，隨著摻雜濃度的增加，TM3360YAP晶體的熱導(dǎo)率***降低。測(cè)試和分析了不同濃度的Tm:YAP晶體的吸收和熒光特性及其溫度依賴性。高濃度摻雜晶體表現(xiàn)出熒光猝滅現(xiàn)象。不同濃度的偏振熒光光譜顯示，在1934 nm，濃度為5%時(shí)，在E//a方向的比較大發(fā)射截面為4.510-21cm2，發(fā)射峰寬而平。低溫下TmYAP有少量尖銳發(fā)射峰。湖北TmYAP晶體廠家直供
TmYAP晶體LD泵浦吸收帶寬比TmYAG晶體寬4nm。湖南人工TmYAP晶體制造
提高Tm3激光器效率的有效途徑之一是選擇聲子能量較高的襯底，以增加基態(tài)的斯塔克分裂，增強(qiáng)躍遷的振子強(qiáng)度，增加發(fā)射截面3H4能級(jí)的Tm3除了把能量轉(zhuǎn)移到基態(tài)外，還可能跳低到3H5和3F4能級(jí)，產(chǎn)生約2.3m和1.4m的熒光，并可能吸收另一個(gè)光子，借助聲子跳高到1G4和1D2能級(jí)，從而影響3H4 3H62 3F4的能量交叉弛豫過(guò)程。由于上轉(zhuǎn)換概率隨著Tm3摻雜濃度的增加而增加，因此在Tm3激光晶體中選擇合適的摻雜濃度是必要的。Tm:YAP和Tm:LSO兩微米波段激光晶體生長(zhǎng)、光譜和激光性能的研究.湖南人工TmYAP晶體制造
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