Tm:YAP激光晶體，YAP晶體屬于正交畸變鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，是負(fù)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(xué)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(yīng)，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(zhǎng)和工作形式。在光譜性質(zhì)上，對(duì)應(yīng)于3H63H4的Tm:YAP的吸收峰約為795nm，報(bào)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(dá)到5 和10-21 cm2(方向未知)，約為Tm:YAG的兩倍，激光器的上能級(jí)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。 Tm:YAP 晶體的優(yōu)勢(shì)：優(yōu)良的物理、化學(xué)和光學(xué)性能。江蘇品質(zhì)TmYAP晶體廠家直銷
Tm:YAP晶體能量轉(zhuǎn)移參數(shù)計(jì)算結(jié)果如何？由于Tm:YAP的各向異性，對(duì)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(jì)算。F-L公式可表示為：（4-3）式中c為光速，λ為波長(zhǎng)，I(λ)為熒光光譜上某一波長(zhǎng)λ處的熒光強(qiáng)度，n為折射率，τrad為上能級(jí)輻射壽命。5at%Tm:YAP各偏振方向發(fā)射截面計(jì)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[25]報(bào)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。四川TmYAP晶體公司Tm:YAG晶體中文名摻銩釔鋁石榴石晶體。
Tm:YAP晶體的生長(zhǎng)通過提拉法生長(zhǎng)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(zhǎng)、光譜和激光性能研究。目前2m激光主要通過以下方式實(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(shí)現(xiàn)的。
Tm:YAP晶體能級(jí)結(jié)構(gòu)？由于上述優(yōu)異的熱力學(xué)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(jì)60年代末YAP晶體生長(zhǎng)技術(shù)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(shí)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(jìn)展，較大輸出功率為50W，比較大傾斜效率為60%。主要激光實(shí)驗(yàn)報(bào)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。TmYAP晶體中文名摻銩鋁酸釔晶體。
在半導(dǎo)體靶材領(lǐng)域，也有稀土相關(guān)身影出現(xiàn)，雖然絕大多數(shù)半導(dǎo)體芯片的濺射靶材都是采用的銅、鋁等傳統(tǒng)金屬，但仍有相當(dāng)一部分采用的是鉭靶、鉬靶等為主。比如鉬和氧化銦常被用做平板顯示靶材，鉭被用做芯片的靶材，鎢被用作存儲(chǔ)器芯片的靶材。稀土的另一大用途則是在激光方面，甚至有觀點(diǎn)認(rèn)為稀土孕育了人造激光。目前已知約有320種激光晶體，其中約290種是摻入稀土作為觸活離子的，比如摻釹釔鋁石榴石晶體，可以用作重復(fù)頻率高的脈沖激光器，氟化鋰釔可以被用作二極管泵浦的激光晶體。TmYAP晶體的生長(zhǎng)通過提拉法生長(zhǎng)了透明、散射少的的高光質(zhì)量TmYAP單晶。重慶LD泵浦TmYAP晶體
高濃度摻雜TmYAP晶體表現(xiàn)出熒光猝滅現(xiàn)象。江蘇品質(zhì)TmYAP晶體廠家直銷
3at%Tm:YAP激光實(shí)驗(yàn)在水冷溫度18℃下進(jìn)行，樣品垂直b向切割，尺寸為4×4×8mm3，當(dāng)注入功率22W時(shí)，獲得5W 波長(zhǎng)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(zhǎng)晶體配合使用時(shí)，由于諧振腔透射損耗減小，增益較低的1.98~1.99mm波長(zhǎng)振蕩輸出。對(duì)H2退火前后晶體激光性能進(jìn)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(jìn)一步分析。江蘇品質(zhì)TmYAP晶體廠家直銷
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