由于Tm:YAP的各向異性，對3F4→3H6躍遷的發(fā)射截面，我們采用F-L公式以及偏振發(fā)射譜進(jìn)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(fā)射截面計算結(jié)果如圖4-19所示，其中E//a方向在1934nm具有比較大發(fā)射截面4.5×10-21cm2，接近于報道數(shù)據(jù)5.0×10-21cm2。3at%Tm:YAP、4at%Tm:YAP、5at%Tm:YAP晶體E//a發(fā)射截面在1934nm處基本相同。Tm:YAG晶體具有2微米波長銩激光源的理想銩晶體棒介質(zhì)。江西新型TmYAP晶體研發(fā)

根據(jù)吸收光譜計算出Tm:YAP晶體的JO參數(shù)為： 2=0.8 10-19cm2， 4=1.6 10-19cm2， 6=1.1 10-19cm2，均方根偏差為1.5110-22 cm2。根據(jù)吸收和發(fā)射的重疊積分，計算了tm3360 yap中的能量交叉測試了濃度為3at%、4at%和5at%的Tm:YAP晶體的激光性能。當(dāng)泵浦功率為24W，較大功率為8.1W，比較大斜率效率為42%，激光輸出波長為1.935米時，4at % Tm:YAP c向樣品獲得比較好激光輸出。3at%、4at%及5at%濃度Tm:YAP晶體進(jìn)行了激光性能的測試。其中4at%Tm:YAP c向晶體在泵浦功率為24W時，實現(xiàn)較大功率8.1W的1.935mm激光輸出，比較大斜效率達(dá)42%，為目前我們實驗中Tm:YAP晶體比較好激光輸出結(jié)果；此外對H2退火前后3at%Tm:YAP晶體激光性能進(jìn)行了比較，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%。 浙江新型TmYAP晶體型號Tm:YAP晶體的光譜性能多少？

作為手術(shù)刀應(yīng)用一般采用連續(xù)輸出，功率在幾十瓦左右；作為皮膚科色素類疾病醫(yī)治，多采用調(diào)Q輸出，能量可達(dá)1焦耳每脈沖，脈寬可窄至幾納秒，還可用于膜性白內(nèi)障、晶狀體囊膜切開術(shù)、虹膜切開術(shù)、晶體及前房內(nèi)的玻璃體條索切斷等內(nèi)眼手術(shù)。這類激光作為長脈沖輸出時，還可用于祛除毛發(fā)，脈寬可長至200 ms；作為自由振蕩模式，可用于眼科慢性淚道阻塞性疾病的醫(yī)治。此外Nd:YAG激光經(jīng)倍頻后的532 nm波長激光在多個醫(yī)治領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用，例如眼科、牙科、皮膚科、前列腺切除等，并能用于皮膚科皺紋、脫毛的對癥病癥的醫(yī)治及眼底疾病醫(yī)治等。

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(yīng)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(fā)射，使躍遷幾率減小，強度減弱，譜峰變寬。紅外側(cè)805nm之后存在兩個較弱的吸收峰，隨溫度升**度增強，我們認(rèn)為這兩個小峰對應(yīng)基態(tài)中較高的Stark能級吸收躍遷。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。Tm:YAP與Tm:YAG晶體相比，它們物理、化學(xué)性質(zhì)相近。

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: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)，下面以Tm:YAP吸收和發(fā)射光譜為基礎(chǔ)，對這些參數(shù)進(jìn)行了計算。常見的有Tm:KY(WO4)2(Tm:KYW)、Tm:KGd(WO4)2(Tm:KGdW)、Tm:KLu(WO4)2(Tm:KLuW)等。江蘇非線性TmYAP晶體作用

2m激光的發(fā)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。江西新型TmYAP晶體研發(fā)

下面以Tm:YAP吸收和發(fā)射光譜為基礎(chǔ)，對這些參數(shù)進(jìn)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(jù)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(zhì)后的光強度，α為吸收系數(shù)。測試得到的吸收光譜數(shù)據(jù)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(shù)α具有如下的關(guān)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(xiàn)，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。 江西新型TmYAP晶體研發(fā)

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