浙江品质优的TmYAP

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。 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。浙江品质优的TmYAP

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)钒酸盐晶体浙江品质优的TmYAPTm:YAP晶体能量转移参数计算结果如何？

掺Tm3钨酸盐晶体是近年来研究较多的一种激光晶体。常见的有Tm:KY(WO4)2(Tm:KYW)、Tm:KGd(WO4)2(Tm:KGdW)、Tm:KLu(WO4)2(Tm:KLuW)等。KReW属于单斜双轴晶体，其作为激光基质的优点是：离子间距大，易于实现高浓度掺杂，猝灭浓度低。吸收发射峰宽，吸收发射截面大。3H63H4的吸收峰在800nm后达到峰值，更有利于使用商用二极管作为泵浦源，而较大的增益截面和较短的上能级寿命有利于被动锁模激光实验。掺Tm3钨酸盐晶体的激光实验***在KYW晶体上进行。2002年，Batay  L  E等人报道了二极管泵浦的Tm:KYW晶体的连续可调激光输出，最大功率为1.8W[51]。同年，他们在Tm:KYW晶体中实现了被动调Q激光输出，比较大脉冲能量约为4J，**窄脉冲宽度为55ns[48]。2004年，Petrov等人在Tm:KGdW中实现了1790-2042nm的宽调谐激光输出[47]。2006年，该团队采用Ti:蓝宝石802nm作为激发源，实现了1.95m的激光输出，最大输出功率为4W，比较大倾斜效率为69%，调谐范围为1800~1987nm，是目前掺Tm3钨酸盐晶体的比较好激光实验结果

Tm:YAP晶体的激光实验研究我们采用实验装置，对3at%、4at%及5at%浓度Tm:YAP晶体在哈尔滨工业大学可调谐激光实验室进行了激光性能的测试。激光功率的测量采用Coherent Fieldmate功率计，探头为PM-30。激光波长的测量采用WDG30光栅单色仪，焦距30cm，光栅常数300条/mm，闪耀波长2mm。

3at%Tm:YAP激光实验在水冷温度18℃下进行，样品垂直b向切割，尺寸为4×4×8mm3，当注入功率22W时，获得5W 波长为1.94mm激光输出，光光转换效率23%。输出镜透射耦合率5%和8mm长晶体配合使用时，由于谐振腔透射损耗减小，增益较低的1.98~1.99mm波长振荡输出。对H2退火前后晶体激光性能进行了比较，3at%Tm:YAP晶体经过氢气退火处理，斜率效率较未经退火的提高40%，可见H2退火使晶体中杂质离子（Fe3+等）及缺陷减少，提高了晶体的激光性能，具体原因还有待于进一步分析。 什么是Tm:YAP晶体啊？

由于Tm:YAP的各向异性，对3F4→3H6跃迁的发射截面，我们采用F-L公式以及偏振发射谱进行了计算。F-L公式可表示为[76]：

                          （4-3）

式中c为光速，λ为波长，I(λ)为荧光光谱上某一波长λ处的荧光强度，n为折射率，τrad为上能级辐射寿命。5at%Tm:YAP各偏振方向发射截面计算结果如图4-19所示，其中E//a方向在1934nm具有比较大发射截面4.5×10-21cm2，接近于[25]报道数据5.0×10-21cm2。3at%Tm:YAP、4at%Tm:YAP、5at%Tm:YAP晶体E//a发射截面在1934nm处基本相同

Tm:YAP吸收系数与浓度变化成正比?江苏超薄片TmYAP

提拉法生长Tm:YAP晶体的吗？浙江品质优的TmYAP

自从***台红宝石激光器问世以来，固态激光器一直在激光器的发展中占据主导地位。经过近50年的发展，固态激光器从实验室到各行各业、***部门和医疗单位，都在发挥着不可或缺的作用，尤其是在光网络和通信技术领域。

20世纪80年代，激光二极管和激光二极管阵列的研究取得了很大进展，使激光二极管泵浦固体激光器的研究进入了一个新的阶段，极大地促进了固体激光器件、技术和应用的发展。与传统闪光灯泵浦的固态激光器相比，LDPSSL具有以下优点[7]:

(1)高转换效率。泵浦灯为宽带泵浦，灯的辐射光谱只有一小部分被晶体吸收转化为激光能量，转化效率只有3 ~ 6%；半导体激光器的发射波长与固态激光器工作物质的吸收峰重合，有效避免了不必要的损耗，光-光转换效率可达70%。

(2)热负荷低。

(3) 使用寿命长。激光二极管或激光二极管阵列的使用寿命比传统闪光灯长得多。普通激光二极管阵列的使用寿命在10000小时以上，一般可达3104小时，而闪光灯的使用寿命只有200-400小时。

(4)光束质量好。

LDPSSL的成功研制，引出了“全固化”激光研究的新方向，是激光固化和小型化的重要突破。可以肯定的是，全固化激光器，尤其是可调谐固体激光器，将把激光应用推向许多新的领域。 浙江品质优的TmYAP