江苏专业加工TmYAP

时间:2021年05月13日 来源:

由于Tm:YAP的各向异性特性,我们采用TPM法计算了其JO参数。对三个方向的非偏振吸收谱,选取3H6→3F4、3H5、3H4、3F2、3及1G4吸收峰进行积分,利用公式3-1计算得实验谱线强度(折射率n取1.93),并利用公式3-2拟合得JO参数:

Ω2=0.8×10-19cm2,Ω4=1.6×10-19 cm2,Ω6=1.1×10-19 cm2

均方根偏差1.51×10-22 cm2,说明拟合结果较好。拟合得到的JO参数与文献[71]报道的比较接近(Ω2=0.67×10-19cm2,Ω4=2.3×10-19 cm2,Ω6=0.74×10-19 cm2)。

通过JO参数可以对Tm3+荧光性质进行预测,这里我们计算了3F4、3H4能级到低能级跃迁谱线强度S、辐射跃迁几率A、荧光分支比β及辐射寿命τ Tm:YAP晶体的热导率应该是多少?江苏专业加工TmYAP

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。安徽质量好TmYAPTm: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。

Tm3离子在790nm附近的吸收与商用二极管匹配良好,量子效率接近200%。掺Tm3激光器可用作Ho3激光器和中红外参量振荡器的泵浦源。掺tm3激光器是近年来2m激光器的重点研究方向之一,以掺Tm3激光晶体为工作物质的LDPSSL是目前掺Tm3激光器的主要发展方向之一

在吸收大约0.79米的泵浦光后,Tm3从基态3H6跃迁到3H4能级。当Tm3掺杂大于一定浓度时,因为3H4和3F4的能级接近3F4和3H6的能级,所以3H4能级的Tm3很容易与基态的Tm3转移能量,产生两个3F4能级的Tm3,3F4能级的Tm3跃迁到基态产生约2m的荧光,称为“一个”,然而, 由于Tm3激光器本身是一个三能级系统,工作物质的温度对系统的效率和阈值影响很大,所以工作物质具有相对较高的热导率,这是Tm3激光器设计的关键因素之一。 此外,提高Tm3激光器效率的有效途径之一是选择声子能量较高的衬底,以增加基态的斯塔克分裂,增强跃迁的振子强度,增加发射截面

3H4能级的Tm3除了把能量转移到基态外,还可能跳低到3H5和3F4能级,产生约2.3m和1.4m的荧光,并可能吸收另一个光子,借助声子跳高到1G4和1D2能级,从而影响3H4 3H62 3F4的能量交叉弛豫过程。由于上转换概率随着Tm3掺杂浓度的增加而增加,因此在Tm3激光晶体中选择合适的掺杂浓度是必要的


Tm:YAP晶体的吸收谱图。

氟化物晶体声子能量较小,激光的上能级荧光寿命较长,有利于实现激光操作。此外,氟化物晶体一般具有中等硬度和热导率,因此常被用作激光基底。Tm:YLF、Tm:CaF2、Tm:BaY2F8等掺入Tm3的氟化物晶体被***报道。它们的结构截然不同。YLF是四方单轴晶体,CaF2是立方各向同性晶体,BaY2F8是单斜晶体。不同的结构使它们的光谱性质不同。Tm:YLF因其***热透镜效应和输出线偏振光的优点而被***研究。1998年,Yokozawa  T等人在12%Tm:YLF中通过781nm二极管泵浦获得了4.6 nm调谐范围的单纵模1.3mW激光输出。Tm:YAP晶体的激光实验研究。安徽质量好TmYAP

Tm:YAP晶体的常温荧光谱及荧光寿命实验。江苏专业加工TmYAP

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。 江苏专业加工TmYAP

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