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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晶体光谱参数及能量转移参数计算结果。上海TmYAP

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。西藏生长TmYAPTm:YAP晶体长出来是什么样子？

 Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命的温度依赖特性为4at%Tm:YAP晶体b方向非偏振温度依赖荧光光谱。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。这是因为在低温时，荧光主要通过3F4能态的比较低Stark能级向基态3H6各Stark能级跃迁产生，当温度升高时，比较多的3F4态Tm3+处于较高Stark能级，这些离子向基态3H6发生辐射跃迁,使荧光谱向短波长方向扩展, 谱带“重心”向短波长移动。同时，由于谱线的加宽, 使相邻荧光谱线发生部分重叠, 并逐渐呈准连续带状分布。

本章通过对1at%、3at%、4at%、5at%及15at%Tm:YAP晶体生长、结构、热力学性质、光谱性质及激光性能研究，得出主要结论如下：

1. 由于Tm3+半径小于Y3+，随Tm3+的掺杂浓度增大，Tm:YAP晶格常数减小，Tm3+在Tm:YAP晶体中分凝系数大于0.8。

2. Tm:YAP晶体热导率随掺杂浓度增大而明显减小，并且随温度升高减小，这一性质对Tm:YAP激光运转不利，在激光实验中需进行有效冷却。

3. 对于3at%Tm:YAP晶体的缺陷进行分析，认为该晶体颜色较深是由Fe离子存在造成。

4. 根据所测得的低温光谱，给出了Tm:YAP的能级结构。

5. 随掺杂浓度增加，Tm:YAP晶体吸收系数线性增加；荧光光谱上1.4mm对应3H4→3F4跃迁发射峰强度明显减弱，而1.9mm对应3F4→3H6跃迁发射峰强度先增大而后减小，15at%Tm:YAP*有微弱发射峰，说明随Tm3+浓度增加， 3H4+3H6→3F4+3F4交叉弛豫增强，当浓度增大到一定值时，Tm3+容易形成Tm3+团簇而出现浓度淬灭；3F4能级寿命随浓度增大呈先增大后减小趋势，15at%浓度寿命降低到0.88ms。 Tm:YAP晶体如何生长？

1. 采用TPM法计算了Tm:YAP晶体JO参数：Ω2＝0.8×10-19cm2，Ω4＝1.6×10-19 cm2，Ω6＝1.1×10-19 cm2，拟合得到的JO参数与文献报道的非常接近；由JO参数计算得3F4能级辐射寿命为4.8ms。

2. 计算了Tm:YAP中能量交叉弛豫参数CD-A=1.53×10-40cm6/s，能量交叉弛豫半径为6.2Å，施主与施主离子能量转移参数CD-D=2.48×10-39cm6/s；对不同浓度能量传递速率WEE进行计算，并结合速率方程求解，得出泵浦效率h随浓度增加而增加。

3. 3at%、4at%及5at%浓度Tm:YAP晶体进行了激光性能的测试。其中4at%Tm:YAP c向晶体在泵浦功率为24W时，实现最大功率8.1W的1.935mm激光输出，比较大斜效率达42%，为目前我们实验中Tm:YAP晶体比较好激光输出结果；此外对H2退火前后3at%Tm:YAP晶体激光性能进行了比较，晶体经过氢气退火处理，斜率效率较未经退火的提高40%。 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。重庆TmYAP现货

Tm:YAP晶体提拉法生长的吗？上海TmYAP

Tm:YAP晶体吸收和发射截面的4.4.5.1计算...

根据前面的分析，Tm:YAP的吸收系数与浓度变化成正比，Tm:YAP的吸收截面可以用任意掺杂浓度来分析。由于二极管泵浦源一般发射非偏振光，吸收截面由5at  %的Tm:YAP非偏振吸收光谱计算，对应3H4能级的吸收带计算结果如图4-18所示。其中A、C方向在795nm处有较大的吸收截面，约为5.010-21cm2，略小于文献[28]报道的数据，可能与具体实验条件有关；在800纳米处，b方向的吸收截面约为3.610-21cm2。

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