湖北品质优的TmYAP

时间:2021年05月13日 来源:

2000年,Budni  P  A等人用120W光纤耦合二极管泵浦3% TM3360 ylF,获得36W激光输出[54]。然后Dergachev  A报道了3.5%的Tm:YLF  1905-2067nm宽调谐CW激光输出,多纵模输出功率大于18W,斜率效率37%,单纵模输出功率12W[55]。在CaF2晶体中,Tm3吸收系数小,辐照后容易转变为Tm2,因此对Tm:CaF2晶体2m波段激光的研究很少。2004年,Camy  P等人用767nm  Ti:蓝宝石激光器泵浦1.34%的Tm:CaF2晶体,获得调谐范围1835~1970nm、斜率效率41% [56]的激光输出。BaY2F8是一种性能优良的激光晶体,近年来研究较多。Cornacchia  F的工作组对比分析了一系列掺杂了一系列浓度的Tm3离子[58][59],得到了12% Tm: BaY2F8,泵浦源为780nm二极管,输出峰值在1923nm,最大输出功率为645mW,斜率效率为32%的比较好激光输出。Tm:YAP晶体的吸收谱图。湖北品质优的TmYAP

4at%Tm:YAP激光实验在同样条件下进行,输出耦合镜的透射率为10%,样品尺寸为3×3×5mm3,垂直c向切割。达到阈值所需要的泵浦功率约4.4W,当泵浦功率为24W时,实现最大功率8.1W的激光输出,波长1.935mm,斜效率达42%,如图4-24。

5at%Tm:YAP晶体在同样的泵浦功率密度下,晶体端面发生脆裂,这可能与5at%Tm:YAP晶体局部吸收功率过高以及热力学性能较差有关。 加工TmYAP订做价格测试了Tm:YAP晶体不同浓度不同方向热导率以及4at%Tm:LSO垂直生长方向热导率,为激光实验提供指导意义。

由以上激光实验结果来看,4at% Tm:YAP晶体激光性能比较好,因此我们认为在我们所生长的Tm:YAP晶体中,4at%为比较好化的掺杂浓度。

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。

一、基质材料


激光工作物质中的基体材料为***离子提供了外场,使***离子产生合适的激光发射,并影响发射峰位置和发射线宽。由相同活化离子的不同基质组成的工作物质可以具有不同的发射波长范围、激光阈值和激光倾斜效率。一般来说,作为激光工作物质的基体材料应具有以下特征:


(1)良好的光学性能。基体材料应具有宽的传输线和高的透光率,以满足激光输出的需要。


(2) 良好的力学和热力学性能。基体应具有高的机械强度和导热性,小的热膨胀系数和稳定的热光性能。由于激光会产生大量的热能和一系列的热效应,从而影响激光的振荡阈值,甚至损害工作物质的质量,所以热力学性能对于激光工作物质来说非常重要。

(3)可以为活性离子提供合适的掺杂位置。为了获得不同功率的不同种类的激光输出,需要一定浓度的活化离子,因此基体材料应该具有与活化离子半径相近的元素,以保证活化离子能够顺利进入晶格。


(4)易于准备。可以在保证光学质量的前提下制备掺杂材料。 Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命?

电感耦合等离子体原子发射光谱法是20世纪70年代迅速发展起来的一种新的光谱分析方法。它采用电感耦合等离子体矩(ICP)作为发射光谱的激发光源。因此,这种分析方法常被称为ICP光谱法或等离子光谱法。该分析技术的主要优点是:(1)检出限低,灵敏度高。大多数元素的检出限为0.1 ~ 100纳克/毫升,以固体表示约为0.01 ~ 10克/克。对于难熔和非金属元素,检出限优于经典光谱法。(2)精度好。当分析物浓度为检出限的50~100倍和5~10倍时,相对标准偏差分别小于等于1%和4~8%。因此优于电弧和火花光谱法,可用于高含量成分的精密分析和分析。(3)精度高。在大多数情况下,测量的相对误差小于10%,对于高含量(大于10%),可以控制在1%以下。(4)工作曲线直线范围宽,可达4~6个数量级,因此可以用标准曲线从微量到大浓度进行样品分析,给操作人员带来极大的方便。Tm:YAP晶体的热导率应该是多少?湖南品质优的TmYAP

Tm:YAP晶体结构及分凝系数多少?湖北品质优的TmYAP

3)共掺Tm3和Ho3固态激光器。Ho3的5I7能级与Tm3的3F4能级相匹配,很容易实现它们之间的有效能量传递。利用ho3 敏化,高能脉冲激光可以实现2m焦耳以上的输出。但是,Tm3和Ho3之间容易发生上转换发光和反向能量转移,影响上能级粒子的聚集,降低激光效率。例如,HO:LULIF4激光器的比较高单脉冲能量可达1J,而其比较高斜率效率*为16.5%[21]。因此,开发Tm3和Ho3共掺固体激光器的关键是找到合适的激光基质来提高Tm3和Ho3之间的能量转移效率,从而提高激光输出效率。

综上所述,掺Tm3 /Ho3的LD泵(包括单掺Tm3和Ho3;双掺杂Tm3和Ho3)晶体具有结构紧凑、光束质量好、能满足雷达发射源线宽度和脉冲宽度等傅里叶变化极限要求等特点。它是实现高效率2m波段连续和调q脉冲激光输出的***方法之一,是目前中红外固体激光器研究领域的一个热点。 湖北品质优的TmYAP

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