青海TmYAP方法

1.1 Tm:YAP晶体的光谱性能1.1.1 Tm:YAP晶体的吸收谱实验中我们测试了常温下Tm:YAP晶体的不同浓度（1at%，3at%，4at%，5at%）不同方向非偏振吸收谱及4at%浓度下的不同方向偏振吸收谱，并且对4at%的b向样品进行了非偏振的变温吸收测试。

1at%，3at%，4at%，5at%Tm:YAP晶体c方向非偏振吸收谱。在418nm之后有5个吸收峰分别对应基态3H6到激发态3F4、3H5、3H4、3F2，3、1G4的跃迁，强度随浓度增大而增大，418nm之前包含两个峰，对应3H6到1D2 和1G5/2的跃迁，但其中3at%浓度样品吸收系数明显大于其它样品，这与3at%晶体颜色较深相一致，具体原因将在后面进行详细说明。 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TmYAP方法

1985年，Antipenko  B  M等提出了Cr，Tm，Ho三重掺杂YAG晶体[14]。利用氙灯泵浦，***在室温下实现了低阈值2.12米激光工作。如图13所示，氙灯的可见光部分被Cr3的宽带吸收，使其从基态4a  2跃迁到4T1和4T2能态，然后通过非辐射跃迁弛豫到2E和4T2能态。由于2E能态被禁止基态跃迁，2E能态类似于Tm3 3F3能态，它们之间容易发生共振转移。基态中的Tm3跃迁到3F3能态，3F3能态的Tm3通过无辐射跃迁弛豫到3H4能态。一个处于3H4能态的Tm3很容易与基态的Tm3交叉弛豫，产生两个处于3F4能态的Tm3。而3F4能级的Tm3通过共振转移将能量转移到Ho3，使基态5i  8的Ho3跃迁到5I7能级，然后激发5I7能级的Ho3跃迁到基态产生2.1m激光。这种由两种离子组成的敏化HO3**提高了Er3或Cr3直接生成敏化HO3的效率，因此引起了***的研究。通过优化浓度和不断改造激光器，灯泵浦的铬、铥、钬激光已于20世纪90年代实现商业化，并已在中多个医学学科中得到临床应用由于闪光灯泵浦源的限制以及Tm3和Ho3在可见光波段的吸收峰尖锐，早期2m激光器需要敏化离子来增强吸收。专业加工TmYAP量大从优提拉法生长Tm:YAP晶体的吗？

Tm:YAP激光晶体

YAP晶体属于正交畸变钙钛矿结构，是负双轴晶体。其结构参数和基本理化性质见表11。

Tm:YAP具有与纯YAP晶体相似的结构。与Tm:YAP相比，Tm:YAP具有类似于Tm:YAP的优异热力学性能，并且由于其双光轴，可以***Tm:YAP激光器工作过程中产生的热双折射效应，提高激光输出效率。另外，Tm:YAP的结构各向异性使得其发射截面各向异性，不同取向的Tm:YAP晶体具有不同的激光功能、输出波长和工作形式。在光谱性质上，对应于3H63H4的Tm:YAP的吸收峰约为795nm，报道的吸收截面为6.7  10-21 cm2(797nm，与非偏振的比值为3%)[28]，这更有利于用商用二极管GaAs/铝镓砷泵浦。其荧光范围覆盖1.6~2.1m，在1.936m处的发射截面达到5 和10-21 cm2(方向未知)，约为Tm:YAG的两倍，激光器的上能级寿命约为5ms[25]。Tm:YAP可输出1.94m连续和1.965~2.020m连续调谐激光输出，特别指出1.94m激光与2.5m  Cr:ZnSe吸收匹配良好。

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晶体的激光性能多少？

钒酸盐晶体一般是单光轴的四方晶体。激光输出是定向的，可以输出线偏振光。由于其低对称性，掺杂钒酸盐一般具有相对较大的吸收截面和发射截面。例如，Tm:YVO4的吸收截面是Tm:YAG的5倍以上，发射截面略大于tm3360 YAG。但其激光上能级寿命比掺杂YAG短得多，而Tm:YVO4只有Tm:YAG的十分之一，这是有限制的，从热力学性质来说，Tm:YVO4热导率低，在激光工作时容易爆裂，虽然Tm:GdVO4的热导率与Tm:YAG相近，但比Tm:YVO4更难生长，法皇冠生长的Tm:GdVO4存在色心等缺陷。Higuchi  M等利用浮区法种植不同浓度的Tm:GdVO4。虽然这种晶体有很高的光学质量，但它的尺寸很小，所以它经常被用来开发微芯片激光器。2m激光对Tm:YVO4的实验研究大多集中在90年代。1992年，Saito  H  .等人在平行于c轴泵浦a方向5%Tm:YVO4晶体的797nm处取ti: sapphire的偏振方向，获得了1.94m的激光输出，输出功率为48mW，斜率效率为25% [42]。1998年，Bourdet  G  L等人对Tm:YVO4微芯片激光器进行了一系列的理论和实验研究，获得了高效率的激光输出，并在1mm厚的晶体中实现了单模输出[44]。近年来，掺入Tm3360YVO4的Tm3360YVO4激光晶体由于具有相似的光谱特性和优异的热性能，成为另一个主要研究对象。退火对3at%Tm:YAP晶体的影响大吗？中国台湾专业生长TmYAP

Tm:YAP晶体的吸收谱图。青海TmYAP方法

X射线粉末不衍射

本研究采用x光粉末衍射仪分析晶体相和晶胞参数。X射线粉末衍射仪一般由X射线发生器、衍射仪测角台和探测器组成[62]。在传统的x光衍射过程中，安装在测角仪上的样品通常旋转一个角度，探测器旋转两个角度。-2扫描主要用于物质相的x光粉末衍射测定。根据扫描衍射图，结晶度、晶面取向度、晶格畸变、应力等。并且可以初步判断晶体中是否存在第二相物质。

实验中使用的衍射仪为XDC-1000型金尼尔-哈格相机，铜靶K1辐射，波长=1.540598，-2扫描模式，管电压和管电流分别为40kV和100毫安，扫描速度为4 /min。为了分析晶体的相组成、结晶度和杂质相，必须将晶体在玛瑙研钵中研磨成粉末样品，然后进行精细的x光粉末衍射扫描。得到的衍射数据可以用Rietveld全谱峰形拟合，**终计算出晶胞参数。

电感耦合等离子体原子发射光谱技术 青海TmYAP方法

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