福建TmYAP注意事项

时间:2021年05月25日 来源:

4.5Tm:YAP晶体激光实验研究


在哈尔滨工业大学可调谐激光实验室测试了浓度分别为3at%、4at%和5at%的Tm:YAP晶体的激光性能。相干场匹配功率计用于测量激光功率,探头为PM-30。激光波长由波长为30cm、光栅常数为300巴/毫米、闪耀波长为2m的WDG30光栅单色仪测量。


3at%Tm:YAP激光实验在18水冷温度下进行,样品沿b方向垂直切割,尺寸为448mm3。当注入功率为22W时,获得波长为1.94m的5W激光输出,光-光转换效率为23%。当输出镜的传输耦合比为5%且8mm长晶体一起使用时,谐振器的传输损耗降低,输出增益较低的1.98~1.99m波长振荡。比较了3at%Tm:YAP晶体在H2退火前后的激光性能。H2退火后3at% tm3360yap晶体的斜率效率比未退火时高40%。如图4-23所示,可以看出H2退火减少了杂质离子(Fe3等。)和晶体中的缺陷,提高晶体的激光性能。具体原因需要进一步分析。


Tm:YAP晶体能量转移参数计算实验?福建TmYAP注意事项

 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。福建TmYAP注意事项Tm:YAP晶体的吸收谱。

1 Tm:YAP晶体研究

Tm:YAP晶体的生长通过提拉法生长了透明、完整不开裂、内部无包裹物、散射少的的高光质量Tm:YAP单晶,其中1at%、4at%、5at%、15at%Tm:YAP颜色随浓度增加而加深从淡黄色到棕黄色,而3at%Tm:YAP呈深黄色,如图 41所示。晶体毛坯尺寸分别为:1at% Tm:YAP晶体Φ35×80mm3,3at% Tm:YAP晶体Φ30×90mm3,4at% Tm:YAP晶体Φ35×80mm3,5at% Tm:YAP晶体Φ35×85mm3,15at% Tm:YAP晶体Φ30×56mm3。..............................

1993年,李等用800纳米的钛宝石激光器和5%的泵浦tm: yso在室温下获得了2.05米的连续激光输出。激光输出范围可扩展至2.01 ~ 2.07米,斜率效率为18%[38]。1998年,Jean-paul  Foing等人报道了以二极管为泵浦光源的5%Tm:YSO、10%Tm:CAS和5%Tm:SYS激光器的实验研究[36]。除了5%的Tm:SYS晶体由于其热力学性质不能产生激光振荡外,5%的Tm:YSO和10%的Tm:CAS晶体分别获得了110mW和39mW的激光输出,斜效率分别为26%和8.6%。指出TM3360YSO可实现1.93~2.07m范围内的宽调谐激光输出,其调谐范围为掺TM3的(1.93 ~ 2.07 m) (3)钒酸盐晶体Tm:YAP晶体吸收及发射截面计算方式?

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。 有Tm:YAP晶体吸收及发射截面计算公式吗?河北TmYAP材料区别

Tm:YAP和Tm:LSO两微米波段激光晶体生长、光谱和激光性能的研究.福建TmYAP注意事项

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。福建TmYAP注意事项

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