江西抛光TmYAP

时间:2021年05月30日 来源:

Tm:YAG是**早研究的2m激光晶体之一,是一种重要的红外可调谐激光晶体(调谐范围1.87 ~ 2.16m)。和YAG一样,Tm:YAG属于立方系,石榴石结构,O-Ia3d空间群,各向同性。Tm:YAG激光能级分裂765cm-1,单次斯塔克能级跃迁线宽约10nm,允许斯塔克能级跃迁数为117。3H63H4对应的吸收峰在785nm左右,吸收截面为5.410-21cm2。785nm  Ti:蓝宝石激光激发时,荧光范围为1.6 ~ 2.3 m,峰值波长为2.05m。Tm:YAG具有大的荧光寿命和发射截面。以5.9%Tm:YAG为例,3F4能级的荧光寿命为8.5ms,激光波长(2.015m)处的发射截面为2.210-21cm2。1997年,Eric  C. Honea等人采用2% TM3360 YAG和纯YAG的复合晶体,由6个InAlGaAs二极管阵列(460W)在805nm泵浦,采用了特殊的光腔设计。在90%水和10%乙醇(3)的冷却条件下,获得了2m115W的连续激光输出,这是目前掺Tm激光晶体的最大输出功率文献也报道了在150nm可调谐范围1.87 ~ 2.16 m的连续激光输出,斜率效率大于30%,**大值为59%。在连续调TM  : YAG激光器的研究中,李成等人报道了单脉冲输出能量为1.2mJ,半峰全宽为380毫微秒。在提供高质量Tm:YAG激光器的研究中,Galzerans  G在2001年报道了Tm(9.3%):YAG是用光纤耦合GaAlAs激光二极管作为泵浦源(3W)泵浦的,单纵模输出为70mW  Tm:YAP晶体能量转移参数计算结果如何?江西抛光TmYAP

1.1 Tm:YAP晶体的热导率由于Tm3+激光器是准三能级激光器,因而热学性质对其激光性能有较大影响,本实验中我们对1at%、3at%、4at%、5at%浓度b方向及4at%浓度a、b、c方向Tm:YAP晶体进行了热导率测试根据所测得热导率数值可得出以下结论:(1)1at% Tm:YAP热导率与报道纯YAP晶体热导率(11 W·m-1·K-1)接近,随着掺杂浓度增加,热导率明显降低,5at%浓度*有1at%一半多一点,因此高掺杂浓度Tm:YAP晶体将会增大泵浦阈值,并且不利于大能量激光输出的实现。(2)随温度升高热导率降低,当温度升高到150℃时热导率比室温下降低25%左右,在激光实验中必须对Tm:YAP激光晶体进行有效的冷却以提高激光效率。(3)Tm:YAP晶体b轴方向热导率略大于其它两个方向,三个方向热导率随温度变化一致。生长TmYAP哪家好Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命的温度依赖特性多少?

tm: yap晶体的生长、光谱和激光性能研究。

用直拉法成功地生长了浓度分别为1at%、3at%、4at%、5at%和15at%的Tm:YAP晶体,这些晶体均具有较高的光学质量,无宏观缺陷。用XRD和ICP分析了晶体结构和偏析特征,用激光脉冲法测试了TM3360YAP晶体的热导率。结果表明,随着掺杂浓度的增加,TM3360YAP晶体的热导率***降低。

测试和分析了不同浓度的Tm:YAP晶体的吸收和荧光特性及其温度依赖性。高浓度掺杂晶体表现出荧光猝灭现象。不同浓度的偏振荧光光谱显示,在1934 nm,浓度为5%时,在E//a方向的比较大发射截面为4.510-21cm2,发射峰宽而平。

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晶体荧光谱及荧光寿命。

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。 Tm:YAP晶体能级结构图有吗?中国香港专业生长TmYAP

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。

Tm:YAP晶体提拉法生长的吗?江西抛光TmYAP

钒酸盐晶体一般是单光轴的四方晶体。激光输出是定向的,可以输出线偏振光。由于其低对称性,掺杂钒酸盐一般具有相对较大的吸收截面和发射截面。例如,Tm:YVO4的吸收截面是Tm:YAG的5倍以上,发射截面略大于tm3360 YAG。但其激光上能级寿命比掺杂YAG短得多,而Tm:YVO4只有Tm:YAG的十分之一,这是有限制的,从热力学性质来说,Tm:YVO4热导率低,在激光工作时容易爆裂,虽然Tm:GdVO4的热导率与Tm:YAG相近,但比Tm:YVO4更难生长,法皇冠生长的Tm:GdVO4存在色心等缺陷。Higuchi  M等利用浮区法种植不同浓度的Tm:GdVO4。虽然这种晶体有很高的光学质量,但它的尺寸很小,所以它经常被用来开发微芯片激光器。2m激光对Tm:YVO4的实验研究大多集中在90年代。1992年,Saito  H  .等人在平行于c轴泵浦a方向5%Tm:YVO4晶体的797nm处取ti: sapphire的偏振方向,获得了1.94m的激光输出,输出功率为48mW,斜率效率为25% [42]。1998年,Bourdet  G  L等人对Tm:YVO4微芯片激光器进行了一系列的理论和实验研究,获得了高效率的激光输出,并在1mm厚的晶体中实现了单模输出[44]。近年来,掺入Tm3360YVO4的Tm3360YVO4激光晶体由于具有相似的光谱特性和优异的热性能,成为另一个主要研究对象。江西抛光TmYAP

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