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(2)渡族金属离子。
渡族金属离子，如铬(Cr3)、钛(Ti3)、镍(Ni3)、钴(Co2)等。在这类活化离子中，不完全电子壳层是**外层的电子壳层，没有外层电子的屏蔽作用，因此活化离子的能级和发光特性明显受到基质晶场的影响。
(3)锕系金属离子。
由于锕系元素具有放射性，难以制备，只有铀(U3)可以作为掺杂的活性离子获得激光作用。1.22米激光器的研究进展
2m激光的发射波长范围一般为1.87-2.16米，主要以Tm3和Ho3作为活性离子。2m固体激光器由于其在水中的吸收系数高、大气传输性好、对人眼安全等优点，在医学和***领域有着重要的应用，主要体现在以下几个方面：(1)医用手术刀。图12显示了生物组织中各种发色团的吸收光谱，其中水分子对光的吸收系数是激光与生物组织相互作用的重要因素。从图中可以看出，水分子在2m左右有很强的吸收带，而黑色素和血红素在该带的吸收率较低，所以2m激光容易被生物组织吸收，2m激光对人体组织的穿透深度为0.1~0.2 mm一次。可用于浅表手术，不伤深部身体，手术精度高，对人眼安全，可通过光纤传输。它可以在许多带有内窥镜的医学学科中用作手术刀。 Tm:YAP晶体如何生长？陕西圆棒TmYAP
由于Tm:YAP的各向异性特性，我们采用TPM法计算了其JO参数。对三个方向的非偏振吸收谱，选取3H6→3F4、3H5、3H4、3F2、3及1G4吸收峰进行积分，利用公式3-1计算得实验谱线强度（折射率n取1.93），并利用公式3-2拟合得JO参数：
Ω2＝0.8×10-19cm2，Ω4＝1.6×10-19 cm2，Ω6＝1.1×10-19 cm2
均方根偏差1.51×10-22 cm2，说明拟合结果较好。拟合得到的JO参数与文献[71]报道的比较接近（Ω2＝0.67×10-19cm2，Ω4＝2.3×10-19 cm2，Ω6＝0.74×10-19 cm2）。
通过JO参数可以对Tm3+荧光性质进行预测，这里我们计算了3F4、3H4能级到低能级跃迁谱线强度S、辐射跃迁几率A、荧光分支比β及辐射寿命τ 浙江TmYAPTm:YAP与纯YAP晶体具有相似的结构？
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
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晶体荧光谱及荧光寿命的温度依赖特性多少？
(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晶体光谱参数及能量转移参数计算方式？福建超薄片TmYAP
退火对3at%Tm:YAP晶体的影响大吗？陕西圆棒TmYAP
到目前为止，2m激光器经历了近50年的发展，已经广泛应用于科学研究、医疗、***等领域。综上所述，目前2m激光主要通过以下方式实现：
1)掺Tm3固态激光器。掺Tm3固体激光器是2m波段**重要的固体激光器。Tm3离子在790nm附近的吸收与商用二极管的吸收匹配良好，2m波段激光输出对应3f4和3h6能级之间的跃迁，具有长荧光寿命的特点，由于Tm3离子的交叉弛豫，其量子效率接近200%，可以实现连续波高功率激光输出。Tm:YAG、Tm:LuAG、Tm:YAP、Tm:YLF/LuLF等。
2)掺Ho3固体激光器。掺Ho3固体激光器的2m波段激光输出对应Ho3的5i7-5i8stark能级跃迁，具有受激发射截面大(是Tm3的5倍以上)、激光上能级寿命长(有利于储能)、输出波长大于2m(更有利于中远红外非线性变频的应用)的特点，主要用于高峰值功率、高频脉冲激光输出。而掺Ho3激光晶体没有合适的LD泵浦源，激光输出往往是通过1.9m Tm3激光的共振泵浦实现的。 陕西圆棒TmYAP