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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。Tm:YAP与纯YAP晶体具有相似的结构吗?黑龙江专业加工TmYAP
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。
湖南TmYAP批发价Tm:YAP晶体的常温荧光谱及荧光寿命?
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。
Tm:YAP晶体能量转移参数计算
(1)多声子弛豫几率
通过公式3-12可计算Tm:YAP晶体中的多声子弛豫几率,其中Ep、C、a由文献[71]可知分别为:600cm-1、6.3×109s-1、4.7×10-3cm,结合以上能级数据,可得出每一能级向下能级跃迁的多声子弛豫几率
2)能量传递速率
本论文中我们假设1at%Tm:YAP浓度足够低,交叉弛豫可忽略不计,通过1at%Tm:YAP吸收和发射光谱对Tm:YAP中Tm3+能量转移的微观参数进行了估算。其中施主离子与受主离子间能量交叉弛豫参数CD-A采用3H4→3F4发射截面(F-L公式计算)与3H6→3F4吸收截面交叠积分代入公式3-18计算,计算结果为:CD-A=1.53×10-40cm6/s
。 YAP晶体属正交晶系畸变钙钛矿结构?
目前常用的基体材料有晶体、玻璃、陶瓷。晶体中的粒子(原子、分子、离子或原子团)呈周期性有序排列,而玻璃和陶瓷则具有短程有序和长程无序的非晶结构。这些结构上的差异导致了它们的性能差异。与玻璃和陶瓷相比,晶体通常具有更高的热导率和更大的机械强度。晶体中的掺杂离子受到有序晶体场的影响,其发射谱线均匀加宽,线宽更窄,增益更高,因此被***用作固体激光器的工作物质。常用的基质晶体有:氧化物晶体,如蓝宝石(Al2O3或刚玉);混合氧化物晶体,如钇铝石榴石(Y3Al5O12:YAG)和铝酸钇(yal O3:yap);硅酸盐晶体,如硅酸镥(Lu2SiO5:LSO)和硅酸钆(ga2s io 5:GSO);钒酸盐,如钒酸盐(yvo 4);另外还有氟化物晶体和混合氟化物晶体。Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算方法?小细棒TmYAP供应
什么是Tm:YAP晶体啊?黑龙江专业加工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。 黑龙江专业加工TmYAP