青海常规尺寸TmYAP
4.5Tm:YAP晶体激光实验研究
在哈尔滨工业大学可调谐激光实验室测试了浓度分别为3at%、4at%和5at%的Tm:YAP晶体的激光性能。相干场匹配功率计用于测量激光功率，探头为PM-30。激光波长由波长为30cm、光栅常数为300巴/毫米、闪耀波长为2m的WDG30光栅单色仪测量。
3at%Tm:YAP激光实验在18水冷温度下进行，样品沿b方向垂直切割，尺寸为448mm3。当注入功率为22W时，获得波长为1.94m的5W激光输出，光-光转换效率为23%。当输出镜的传输耦合比为5%且8mm长晶体一起使用时，谐振器的传输损耗降低，输出增益较低的1.98~1.99m波长振荡。比较了3at%Tm:YAP晶体在H2退火前后的激光性能。H2退火后3at% tm3360yap晶体的斜率效率比未退火时高40%。如图4-23所示，可以看出H2退火减少了杂质离子(Fe3等。)和晶体中的缺陷，提高晶体的激光性能。具体原因需要进一步分析。
YAP晶体属于什么结构？青海常规尺寸TmYAP
1.1.1 Tm:YAP晶体能级结构通过低温吸收谱和荧光谱，可以比较准确的确定Tm:YAP晶体的能级结构。如图4-17，由吸收谱和发射谱交叠，可确定3F4能级零声子线位置EZL=5621cm-1，然后根据发射谱确定基态13个stark能级，再根据吸收谱确定激发态能级，在这里我们给出了包含3H4、3H5、3F4以及基态3H6的能级图结构1.1.1 Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算光谱参数诸如吸收发射截面、J-O参数、跃迁几率等以及能量转移参数如能量交叉弛豫几率等是评估晶体激光性能、设计激光器结构所需要的重要参数，下面以Tm:YAP吸收和发射光谱为基础，对这些参数进行了计算。圆棒TmYAP注意事项Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命的温度依赖特性多少？
激光雷达发射机。人眼安全的2m波段激光器可以代替Nd:YAG和CO2激光器用于全固体脉冲相干雷达、测量大气风速和探测大气气溶胶流。调q 2m激光器还可以用于高度测量、地形测量、测距等。该雷达发射机的分辨率可提高8-10倍，在***和环境监测中具有重要的应用前景。
(3)中红外3 ~ 5 m光学参量振荡器泵浦源。2m激光是定向红外干扰源的比较好泵浦源之一——中红外3 ~ 5微米光学参量振荡器。
基于以上重要的应用价值，2m激光一直是激光发展的重要方向之一。早在1962年，Johnson L F团队就报道了掺Ho3和掺TM3的2M带的激光输出是在钨酸钙(CaWO4)晶体中中实现的[9]。然后，该小组从理论上研究了钼酸钙(CaMoO4)晶体中，中er3与Tm3或Ho3之间的能量转移机制，并通过使用氙灯泵浦获得了Tm3的1.9115和1.9060m激光输出以及Ho3的2.0740、2.0707和2.0556m激光输出。1965年，他们分别用钨灯和氙灯泵浦实现了Cr3/Er3 敏化的Tm:YAG、Ho:YAG脉冲和连续激光输出[11]。此后，Er2O3、HoF3等晶体中中Tm3 /Ho3的激光输出陆续有报道[12][13]。但这些实验需要在液氮温度(77K)下进行，门槛较高，给实际操作带来困难。
由于Tm:YAP的各向异性，对3F4→3H6跃迁的发射截面，我们采用F-L公式以及偏振发射谱进行了计算。F-L公式可表示为[76]：
（4-3）
式中c为光速，λ为波长，I(λ)为荧光光谱上某一波长λ处的荧光强度，n为折射率，τrad为上能级辐射寿命。5at%Tm:YAP各偏振方向发射截面计算结果如图4-19所示，其中E//a方向在1934nm具有比较大发射截面4.5×10-21cm2，接近于[25]报道数据5.0×10-21cm2。3at%Tm:YAP、4at%Tm:YAP、5at%Tm:YAP晶体E//a发射截面在1934nm处基本相同
Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算方式？
到目前为止，2m激光器经历了近50年的发展，已经广泛应用于科学研究、医疗、***等领域。综上所述，目前2m激光主要通过以下方式实现：
1)掺Tm3固态激光器。掺Tm3固体激光器是2m波段**重要的固体激光器。Tm3离子在790nm附近的吸收与商用二极管的吸收匹配良好，2m波段激光输出对应3f4和3h6能级之间的跃迁，具有长荧光寿命的特点，由于Tm3离子的交叉弛豫，其量子效率接近200%，可以实现连续波高功率激光输出。Tm:YAG、Tm:LuAG、Tm:YAP、Tm:YLF/LuLF等。
2)掺Ho3固体激光器。掺Ho3固体激光器的2m波段激光输出对应Ho3的5i7-5i8stark能级跃迁，具有受激发射截面大(是Tm3的5倍以上)、激光上能级寿命长(有利于储能)、输出波长大于2m(更有利于中远红外非线性变频的应用)的特点，主要用于高峰值功率、高频脉冲激光输出。而掺Ho3激光晶体没有合适的LD泵浦源，激光输出往往是通过1.9m Tm3激光的共振泵浦实现的。 Tm:YAP与纯YAP晶体具有相似的结构？中国香港超薄片TmYAP
低温下Tm:YAP*有少量尖锐发射峰，随温度升高，谱线逐渐展宽，在左侧出现新的荧光峰。青海常规尺寸TmYAP
用直拉法成功地生长了浓度分别为1at%、3at%、4at%、5at%和15at%的Tm:YAP晶体，这些晶体均具有较高的光学质量，无宏观缺陷。用XRD和ICP分析了晶体结构和偏析特征，用激光脉冲法测试了TM3360YAP晶体的热导率。结果表明，随着掺杂浓度的增加，TM3360YAP晶体的热导率***降低。
测试和分析了不同浓度的Tm:YAP晶体的吸收和荧光特性及其温度依赖性。高浓度掺杂晶体表现出荧光猝灭现象。不同浓度的偏振荧光光谱显示，在1934 nm，浓度为5%时，在E//a方向的比较大发射截面为4.510-21cm2，发射峰宽而平。
根据吸收光谱计算出Tm:YAP晶体的JO参数为： 2=0.8 10-19cm2， 4=1.6 10-19cm2， 6=1.1 10-19cm2，均方根偏差为1.5110-22 cm2。根据吸收和发射的重叠积分，计算了tm3360 yap中的能量交叉
测试了浓度为3at%、4at%和5at%的Tm:YAP晶体的激光性能。当泵浦功率为24W，最大功率为8.1W，比较大斜率效率为42%，激光输出波长为1.935米时，4at % Tm:YAP c向样品获得比较好激光输出。
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