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(cè)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(shè)計的關(guān)鍵因素之一。Tm:YAP晶體能級結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。陜西品質(zhì)TmYAP晶體品牌
Tm:YAP晶體能級結(jié)構(gòu)圖有嗎?在某工業(yè)大學可調(diào)諧激光實驗室測試了濃度分別為3at%、4at%和5at%的Tm:YAP晶體的激光性能。相干場匹配功率計用于測量激光功率,探頭為PM-30。激光波長由波長為30cm、光柵常數(shù)為300巴/毫米、閃耀波長為2m的WDG30光柵單色儀測量。3at%Tm:YAP激光實驗在18水冷溫度下進行,樣品沿b方向垂直切割,尺寸為448mm3。當注入功率為22W時,獲得波長為1.94m的5W激光輸出,光-光轉(zhuǎn)換效率為23%。當輸出鏡的傳輸耦合比為5%且8mm長晶體一起使用時,諧振器的傳輸損耗降低,輸出增益較低的1.98~1.99m波長振蕩。云南全固態(tài)TmYAP晶體出廠價常見的有Tm:KY(WO4)2(Tm:KYW)、Tm:KGd(WO4)2(Tm:KGdW)、Tm:KLu(WO4)2(Tm:KLuW)等。
Tm:YAP激光晶體,YAP晶體屬于正交畸變鈣鈦礦結(jié)構(gòu),是負雙軸晶體。其結(jié)構(gòu)參數(shù)和基本理化性質(zhì)。Tm:YAP具有與純YAP晶體相似的結(jié)構(gòu)。與Tm:YAP相比,Tm:YAP具有類似于Tm:YAP的優(yōu)異熱力學性能,并且由于其雙光軸,可以Tm:YAP激光器工作過程中產(chǎn)生的熱雙折射效應,提高激光輸出效率。另外,Tm:YAP的結(jié)構(gòu)各向異性使得其發(fā)射截面各向異性,不同取向的Tm:YAP晶體具有不同的激光功能、輸出波長和工作形式。在光譜性質(zhì)上,對應于3H63H4的Tm:YAP的吸收峰約為795nm,報道的吸收截面為6.7 10-21 cm2(797nm,與非偏振的比值為3%),這更有利于用商用二極管GaAs/鋁鎵砷泵浦。其熒光范圍覆蓋1.6~2.1m,在1.936m處的發(fā)射截面達到5 和10-21 cm2(方向未知),約為Tm:YAG的兩倍,激光器的上能級壽命約為5ms[25]。Tm:YAP可輸出1.94m連續(xù)和1.965~2.020m連續(xù)調(diào)諧激光輸出,特別指出1.94m激光與2.5m Cr:ZnSe吸收匹配良好。
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(zhuǎn)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(jīng)過氫氣退火處理,斜率效率較未經(jīng)退火的提高40%,可見H2退火使晶體中雜質(zhì)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。不同取向的Tm:YAP晶體具有不同的激光功能、輸出波長和工作形式。
Tm:YAP晶體能級結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)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(shè)計激光器結(jié)構(gòu)所需要的重要參數(shù)。Tm:YAG晶體因為其工作波長為2013nm而在激光雷達和其他大氣探測領(lǐng)域有廣泛應用。陜西品質(zhì)TmYAP晶體品牌
上空腔溫度梯度較小,溫度均勻性較高的溫場設(shè)計能夠有效的解決TmYAP晶體開裂、解理等現(xiàn)象。陜西品質(zhì)TmYAP晶體品牌
摻Tm3鎢酸鹽晶體是近年來研究較多的一種激光晶體。常見的有Tm:KY(WO4)2(Tm:KYW)、Tm:KGd(WO4)2(Tm:KGdW)、Tm:KLu(WO4)2(Tm:KLuW)等。KReW屬于單斜雙軸晶體,其作為激光基質(zhì)的優(yōu)點是:離子間距大,易于實現(xiàn)高濃度摻雜,猝滅濃度低。吸收發(fā)射峰寬,吸收發(fā)射截面大。3H63H4的吸收峰在800nm后達到峰值,更有利于使用商用二極管作為泵浦源,而較大的增益截面和較短的上能級壽命有利于被動鎖模激光實驗。摻Tm3鎢酸鹽晶體的激光實驗在KYW晶體上進行。陜西品質(zhì)TmYAP晶體品牌
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