甘肃常规尺寸TmYAP
Tm:YAP晶体结构及分凝系数如前所述,YAP晶体属正交晶系畸变钙钛矿结构,空间群为D162h (Pnma),其结构示意图如图4-2所示,其中Al3+的配位数为6,处于氧八面体的中心,而Y3+的配位数是12,处于氧配位多面体的中心。Y-O键间距离2.62Å,使稀土离子很容易取代Y3+进入晶格1。
我们通过XRD测试对所生长Tm:YAP晶体结构进行分析。不同浓度Tm:YAP与纯YAP的XRD谱比较,其中掺Tm3+YAP晶体与纯YAP晶体的衍射图谱完全一致,没有出现杂峰,说明Tm:YAP晶体结晶完整,呈完好的YAP相。
不同浓度Tm:YAP与纯YAP的XRD谱
根据衍射数据算得不同浓度Tm:YAP晶体的晶胞参数示,其晶格常数a、b、c及晶胞体积分别略小于纯YAP相应值,并且基本上随Tm3+掺杂浓度增大而进一步减小,但总得说来,基质晶体结构的畸变较小。这主要是因为Tm3+与Y3+同属于镧系的三价稀土离子,Tm3+的半径0.88 Å略小于Y3+的半径(0.9 Å),因此Tm3+的掺入使晶胞参数略微减小而不会改变YAP基质晶体的结构。 有Tm:YAP晶体的激光实验研究报告吗?甘肃常规尺寸TmYAP
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。 中国台湾TmYAP供应Tm:YAP晶体吸收及发射截面计算公式是多少?
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
1.1.1 Tm:YAP晶体能级结构通过低温吸收谱和荧光谱,可以比较准确的确定Tm:YAP晶体的能级结构。如图4-17,由吸收谱和发射谱交叠,可确定3F4能级零声子线位置EZL=5621cm-1,然后根据发射谱确定基态13个stark能级,再根据吸收谱确定激发态能级,在这里我们给出了包含3H4、3H5、3F4以及基态3H6的能级图结构1.1.1 Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算光谱参数诸如吸收发射截面、J-O参数、跃迁几率等以及能量转移参数如能量交叉弛豫几率等是评估晶体激光性能、设计激光器结构所需要的重要参数,下面以Tm:YAP吸收和发射光谱为基础,对这些参数进行了计算。Tm:YAP晶体能量转移参数计算。
Tm:YAP激光晶体
YAP晶体属于正交畸变钙钛矿结构,是负双轴晶体。其结构参数和基本理化性质见表11。
Tm:YAP具有与纯YAP晶体相似的结构。与Tm:YAP相比,Tm:YAP具有类似于Tm:YAP的优异热力学性能,并且由于其双光轴,可以***Tm:YAP激光器工作过程中产生的热双折射效应,提高激光输出效率。另外,Tm:YAP的结构各向异性使得其发射截面各向异性,不同取向的Tm:YAP晶体具有不同的激光功能、输出波长和工作形式。在光谱性质上,对应于3H63H4的Tm:YAP的吸收峰约为795nm,报道的吸收截面为6.7 10-21 cm2(797nm,与非偏振的比值为3%)[28],这更有利于用商用二极管GaAs/铝镓砷泵浦。其荧光范围覆盖1.6~2.1m,在1.936m处的发射截面达到5 和10-21 cm2(方向未知),约为Tm:YAG的两倍,激光器的上能级寿命约为5ms[25]。Tm:YAP可输出1.94m连续和1.965~2.020m连续调谐激光输出,特别指出1.94m激光与2.5m Cr:ZnSe吸收匹配良好。 Tm:YAP晶体如何生长?小细棒TmYAP批发价
Tm:YAP晶体的吸收谱。甘肃常规尺寸TmYAP
三价稀土金属离子有未填充的4f轨道,5s5p轨道处于满态。由于外电子的屏蔽作用,4f层电子受外界电磁场的影响较小,因此这些离子在不同的矩阵中具有类似自由电子的相对稳定的能级结构。迭克集团给出了60年代晶体中主要三价稀土离子的能级图[8],如图11所示。外电子的屏蔽作用也使得三价稀土离子的4f4f跃迁谱线锐利,吸收带强,受基体影响较小,成为激光材料发展的优先。二价的稀土离子主要包括Sm2、Dy2和Er2。二价稀土离子的4f壳层比三价离子多一个电子,降低了5d态的能量。因此,4f5d跃迁的吸收带在可见光区,振子强度远大于4f4f跃迁吸收的振子强度,有利于离子吸收光泵能量。然而,二价稀土离子的激光辐射跃迁一般是4f4f跃迁,因此保持了三价离子的锐线光谱特性。但是,二价的稀土离子不稳定,暴露在高能辐射下容易失去4f壳层中的一个电子,变价,导致色心和激光性能差。甘肃常规尺寸TmYAP