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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。 1.进一步优化光腔参数,设计合适的光腔结构,提高Tm:YAP晶体的激光输出效率及输出能量。重庆专业抛光TmYAP
激光雷达发射机。人眼安全的2m波段激光器可以代替Nd:YAG和CO2激光器用于全固体脉冲相干雷达、测量大气风速和探测大气气溶胶流。调q 2m激光器还可以用于高度测量、地形测量、测距等。该雷达发射机的分辨率可提高8-10倍,在***和环境监测中具有重要的应用前景。
(3)中红外3 ~ 5 m光学参量振荡器泵浦源。2m激光是定向红外干扰源的比较好泵浦源之一——中红外3 ~ 5微米光学参量振荡器。 中国澳门生长TmYAPTm:YAP晶体主要应用在哪个领域?
基于以上重要的应用价值,2m激光一直是激光发展的重要方向之一。早在1962年,Johnson L F团队就报道了掺Ho3和掺TM3的2M带的激光输出是在钨酸钙(CaWO4)晶体中中实现的[9]。然后,该小组从理论上研究了钼酸钙(CaMoO4)晶体中,中er3与Tm3或Ho3之间的能量转移机制,并通过使用氙灯泵浦获得了Tm3的1.9115和1.9060m激光输出以及Ho3的2.0740、2.0707和2.0556m激光输出。1965年,他们分别用钨灯和氙灯泵浦实现了Cr3/Er3 敏化的Tm:YAG、Ho:YAG脉冲和连续激光输出[11]。此后,Er2O3、HoF3等晶体中中Tm3 /Ho3的激光输出陆续有报道[12][13]。但这些实验需要在液氮温度(77K)下进行,门槛较高,给实际操作带来困难。***离子
激光工作物质通过***离子粒子数反转来实现激光操作。常用于活化离子的元素有:稀土金属离子(二价或三价);渡族金属离子;锕系金属离子。
(1)稀土金属离子。
稀土元素是门捷列夫元素周期表第三亚组的15种镧系元素,原子序数从57到71不等。从19世纪末开始,稀土元素被用于制造蒸汽灯罩、燧石和弧光灯碳棒等初级应用产品,现在广泛应用于彩电屏幕、三基色节能灯、绿色高能可充电电池、汽车尾气净化催化剂、计算机驱动器、核磁共振成像器、固态激光器、光纤通信和磁悬浮列车等高科技领域。
1985年,Antipenko B M等提出了Cr,Tm,Ho三重掺杂YAG晶体[14]。利用氙灯泵浦,***在室温下实现了低阈值2.12米激光工作。如图13所示,氙灯的可见光部分被Cr3的宽带吸收,使其从基态4a 2跃迁到4T1和4T2能态,然后通过非辐射跃迁弛豫到2E和4T2能态。由于2E能态被禁止基态跃迁,2E能态类似于Tm3 3F3能态,它们之间容易发生共振转移。基态中的Tm3跃迁到3F3能态,3F3能态的Tm3通过无辐射跃迁弛豫到3H4能态。一个处于3H4能态的Tm3很容易与基态的Tm3交叉弛豫,产生两个处于3F4能态的Tm3。而3F4能级的Tm3通过共振转移将能量转移到Ho3,使基态5i 8的Ho3跃迁到5I7能级,然后激发5I7能级的Ho3跃迁到基态产生2.1m激光。这种由两种离子组成的敏化HO3**提高了Er3或Cr3直接生成敏化HO3的效率,因此引起了***的研究。通过优化浓度和不断改造激光器,灯泵浦的铬、铥、钬激光已于20世纪90年代实现商业化,并已在中多个医学学科中得到临床应用由于闪光灯泵浦源的限制以及Tm3和Ho3在可见光波段的吸收峰尖锐,早期2m激光器需要敏化离子来增强吸收。Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命的温度有依赖特性吗?
(5)基体干扰小。在原子吸收光谱分析中,经常会遇到形成稳定化合物的干扰,在ICP光谱分析中可以忽略,电离干扰不明显,可以用一套标准溶液来分析各种样品溶液。(6)多元素可以同时测定,样品中的主要成分、次要成分和微量成分可以同时测定。(7)可测量的元素有很多种(约80种)。目前,电感耦合等离子体原子发射光谱法已成为同时测定多种无机元素的有力工具.该方法在我们的实验中主要是用于测定晶体中掺杂元素的含量,采用的等离子体发射光谱仪型号为Advantage(美国Thermol公司)。样品为少量晶体研磨成尽可能细的粉末,测定元素含量时需将样品溶解配成溶液。计算晶体中掺杂离子的分凝系数,取样位置一般位于籽晶与晶体相接处以下,靠近晶体顶部的部分。Tm:YAP晶体能量转移参数计算实验?陕西TmYAP注意事项
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.重庆专业抛光TmYAP
文献报道Tm:YAG中CD-A=3.88×10-40cm6/s[72][73],该数值与之十分接近,说明在Tm:YAP晶体中能量交叉弛豫能有效的发生。由公式3-12、3-15,结合J-O计算结果及多声子弛豫几率,可计算得3H4能级本征寿命(即不存在交叉弛豫时的寿命)为t=388ms,代入公式3-18可得Tm:YAP中能量交叉弛豫半径为:R=6.2Å。
施主与施主离子间能量转移参数CD-D采用3H4→3H6发射截面(倒易公式计算)与3H6→3H4吸收截面交叠积分计算。倒易法公式可写为[75]:
式中h为普朗克常数,k为玻尔兹曼常数,T为实验温度,Zl、Zu为下、上能级的配分函数,EZL为两能级间零声子能量。计算结果为:CD-D=2.48×10-39cm6/s。CD-D要远大于CD-A,这是由于施主离子间这种能量转移所对应能级间隔相同,为能量共振转移,而施主与受主离子之间两能级间隔不同,能量交叉弛豫过程多需声子协助发生 重庆专业抛光TmYAP