浙江超薄片TmYAP

时间:2021年05月15日 来源:

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。Tm:YAP晶体能量转移参数计算方法是?浙江超薄片TmYAP

1.1.1 热导率测试本实验中采用激光脉冲法对所生长晶体热导率进行了测量。激光脉冲法是常用的测试热导率方法之一,可以获得不同温度下样品的热导率。其原理为:在四周绝热的薄圆片试样的正面,辐照一个垂直于试样正面的均匀的激光脉冲进行加热,热量在样品中扩散,使样品背部的温度上升。通过热电偶或红外线测量仪测出试样背面温升,输入到高速记忆存储器,放大后再输出到计算机进行处理,获得热扩散系数a,然后通过公式

                   λ=α.C.ρ                        (2-3)

计算得样品热导率。其中λ为热导率,C为样品比热系数,ρ为样品密度。

实验测试在上海硅酸盐研究所自行研制的激光脉冲法高温热扩散率测定仪上进行,测试时样品表面加SiC吸收涂层。 贵州TmYAP材料区别Tm:YAP晶体能级结构?

20世纪80年代,随着商用二极管的发展,人们开始寻找适合二极管泵浦的激光基板。斯通曼R  C用钛宝石激光器泵浦Tm:YAG获得连续可调谐激光输出[15]后,tm3360 YAG在785nm处的强吸收与大功率激光二极管的发射波长相匹配引起了***关注。在此基础上,发展了大量掺Tm3激光器和Tm3、Ho3共掺激光器。1997年,Honea报道了2mTm:YAG激光输出为115W[16]。2003年,美国航天局实现了600 mJ  温二极管泵浦的Tm,Ho:YLF激光器[17]。

1992年,斯通曼研发了一种2.01米腔内泵浦的Ho:YAG激光器,由二极管泵浦的Tm:YAG  [18]产生,斜率效率为42%。该系统避免了Tm3和Ho3共掺激光器中Tm3和Ho3相互能量转移引起的上转换发光和反向能量转移过程,提高了量子效率,降低了增益对温度的敏感性,使Ho3 2m激光器能够实现高功率和大能量输出。2000年,Budni  P  A等人用二极管泵浦的Tm:YLF泵浦Ho:YAG,产生大于16W的2.09m激光输出[19]。2006年,So  S等人用高能Tm:YLF激光器通过腔内侧泵浦的方式泵浦Ho:YAG,获得了14W的连续激光输出,估计比较大输出能量可以超过100W[20]。

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晶体的激光实验效果?

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晶体的常温荧光谱及荧光寿命实验。河北圆棒TmYAP

Tm:YAP晶体的激光实验研究。浙江超薄片TmYAP

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。浙江超薄片TmYAP

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