中国台湾TmYAP量大从优

时间:2021年04月22日 来源:

1 Tm:YAP晶体研究

Tm:YAP晶体的生长通过提拉法生长了透明、完整不开裂、内部无包裹物、散射少的的高光质量Tm:YAP单晶,其中1at%、4at%、5at%、15at%Tm:YAP颜色随浓度增加而加深从淡黄色到棕黄色,而3at%Tm:YAP呈深黄色,如图 41所示。晶体毛坯尺寸分别为:1at% Tm:YAP晶体Φ35×80mm3,3at% Tm:YAP晶体Φ30×90mm3,4at% Tm:YAP晶体Φ35×80mm3,5at% Tm:YAP晶体Φ35×85mm3,15at% Tm:YAP晶体Φ30×56mm3。.............................. Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命?中国台湾TmYAP量大从优

1. 随温度升高,Tm:YAP晶体吸收和发射峰逐渐展宽形成谱带;在吸收谱上峰位重心红移,而发射谱则重心蓝移,这是由离子能级热布居改变引起的;此外随温度升高3F4能级寿命先增大后减小。

2. 非偏振吸收谱a、c向样品在795nm处具有较大吸收截面,约为5.0×10-21cm2,在800nm处b向样品具有约3.6×10-21cm2吸收截面。

3. 5at%Tm:YAP各偏振方向发射截面中E//a方向在1934nm具有比较大发射截面4.5×10-21cm2,对该偏振方向增益截面进行了计算,结果显示,Tm:YAP晶体E//a方向具有宽且平缓的发射峰,以β=0.5为例,从1756nm至2150nm范围内增益截面均为正值,这说明Tm:YAP在2mm波段将具有宽调谐特性。增益截面峰值为1934nm,当β=0.5时,该峰值达到2.08×10-21cm2。 中国台湾TmYAP量大从优Tm:YAP晶体的激光性能?

1.1.1 退火对3at%Tm:YAP晶体的影响我们对3at%Tm:YAP样品分别进行了H2和O2退火实验,其中H2退火为1150℃保温20h,O2退火为1200℃保温10h,O2退火后晶体颜色加深,而H2退火后晶体颜色变浅。通过对退火前后吸收谱分析我们发现,氧气退火使212nm-628nm吸收明显增加,并且在254nm和372nm处出现两个比较宽的吸收峰,而氢气退火使该段吸收减少,并且差分吸收谱在254nm和372nm处也出现两个凹陷的峰。我们认为这些缺陷的形成是由于Fe3+、Fe2+的存在造成[70]。其中254nm左右为Fe3+吸收峰,372nm差吸收峰对应Fe3+→O2-→Fe2+电荷转移吸收峰,氧气退火使Fe3+增加而Fe2+减少,故两处吸收峰增强,而氢气退火使Fe3+减少而Fe2+增加,故两处吸收峰减弱。

报道的掺Tm3硅酸盐晶体包括y2 O3(YSO)、CaAl2SiO7(CAS)和SrY4(SiO4)3O(SYS)。与铝酸盐晶体相比,硅酸盐晶体一般对称性较低,声子能量较大,因此能级分裂较大,有利于粒子数反转的形成。更强的晶场使它们具有更强的跃迁振子强度、更宽的吸收峰和发射峰以及更大的吸收和发射截面。但是硅酸盐晶体一般寿命短,热导率比铝酸盐低,影响输出激光性能。鉴于上述硅酸盐基质的优点和较差的热力学性质,掺Tm3的硅酸盐晶体在薄板激光器和锁模激光器中有很大的应用前景。表13显示了Tm3 YSO、CAS和SYS晶体的主要结构参数和光谱特性。如何才能提高Tm:YAP晶体的激光输出效率及输出能量?

室温下晶体的吸收光谱是在JASCO V-570 type ultraviolet/visible/near-IR spectrophotometer 光谱仪上测定的。测试范围一般为190~2500nm,从190~350nm范围,光源为氘灯(deuterium lamp),从340~2500nm范围用卤灯(halogen lamp)。在我们的实验中,测试范围一般为190-2100,光谱分辨率为2nm。测试的原理是根据光的吸收定律(Lambert’s law):

      I/I0=e-αL                                   (2-4)

其中I0为入射光强度,I为透过样品厚度为L的介质后的光强度,α为吸收系数。测试得到的吸收光谱数据为各波长下的光密度D,即lg(I/I0)。光密度D、吸收截面积σabs和吸收系数α具有如下的关系:

     α=                                 (2-5)

σabs=                                  (2-6)

式中N为离子的掺杂浓度。

晶体变温吸收谱采用液氦冷却,MiniStat控温装置来实现,红外吸收谱光源为白光,光谱仪为Nicolet Nexus 470/670/870傅立叶红外光谱仪,分辨率为0.2nm。 有Tm:YAP晶体吸收及发射截面计算公式吗?重庆专业加工TmYAP

退火对3at%Tm:YAP晶体的影响大吗?中国台湾TmYAP量大从优

目前常用的基体材料有晶体、玻璃、陶瓷。晶体中的粒子(原子、分子、离子或原子团)呈周期性有序排列,而玻璃和陶瓷则具有短程有序和长程无序的非晶结构。这些结构上的差异导致了它们的性能差异。与玻璃和陶瓷相比,晶体通常具有更高的热导率和更大的机械强度。晶体中的掺杂离子受到有序晶体场的影响,其发射谱线均匀加宽,线宽更窄,增益更高,因此被***用作固体激光器的工作物质。常用的基质晶体有:氧化物晶体,如蓝宝石(Al2O3或刚玉);混合氧化物晶体,如钇铝石榴石(Y3Al5O12:YAG)和铝酸钇(yal  O3:yap);硅酸盐晶体,如硅酸镥(Lu2SiO5:LSO)和硅酸钆(ga2s  io  5:GSO);钒酸盐,如钒酸盐(yvo  4);另外还有氟化物晶体和混合氟化物晶体。中国台湾TmYAP量大从优

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