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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 Tm:YAP晶体能量转移参数计算。北京小细棒TmYAP

由于上述优异的热力学和光谱激光性质，Tm:YAP激光晶体已成为2m波段的重要晶体之一。自20世纪60年代末YAP晶体生长技术取得突破以来，人们开始研究YAP中Tm3的光谱特性。1973年，韦伯等人***在77K下实现了YAP晶体中Tm3 1.861m激光输出[29]。此后，Tm:YAP激光晶体的研究取得了很大进展，最大输出功率为50W，比较大倾斜效率为60%。主要激光实验报告如表12所示。除了Tm:YAG和Tm:YAP晶体外，Lu3Al5O12(LuAG)晶体也得到***研究。LuAG在YAG晶体中用Lu3代替Y3，因此具有类似YAG的石榴石结构。随着Lu3的取代，Tm:LuAG激光器的输出波长向红外方向延伸，Tm: LuAG激光器在自由模式下的工作波长为2.023m，在大于2m的激光器应用中具有一定的意义。(2)掺Tm3的硅酸盐晶体在此不详细描述北京小细棒TmYAP有Tm:YAP晶体的激光实验研究报告吗？

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。

Tm:YAP晶体的常温荧光谱及荧光寿命3at%Tm:YAP的不同方向偏振荧光特性如图4-10所示。在2mm波段Tm:YAP有比较宽的发射带（1600nm-2150nm），有利于实现调谐激光输出，而E//a发射谱在1940nm处具有**强发射峰。1at%、3at%、5at%和15at%浓度Tm:YAP的E//a偏振荧光光谱，随着浓度的增加，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。 Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算方法？

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YAP晶体属正交晶系畸变钙钛矿结构？超薄片TmYAP推荐货源

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。北京小细棒TmYAP

2000年，Budni  P  A等人用120W光纤耦合二极管泵浦3% TM3360 ylF，获得36W激光输出[54]。然后Dergachev  A报道了3.5%的Tm:YLF  1905-2067nm宽调谐CW激光输出，多纵模输出功率大于18W，斜率效率37%，单纵模输出功率12W[55]。在CaF2晶体中，Tm3吸收系数小，辐照后容易转变为Tm2，因此对Tm:CaF2晶体2m波段激光的研究很少。2004年，Camy  P等人用767nm  Ti:蓝宝石激光器泵浦1.34%的Tm:CaF2晶体，获得调谐范围1835~1970nm、斜率效率41% [56]的激光输出。BaY2F8是一种性能优良的激光晶体，近年来研究较多。Cornacchia  F的工作组对比分析了一系列掺杂了一系列浓度的Tm3离子[58][59]，得到了12% Tm: BaY2F8，泵浦源为780nm二极管，输出峰值在1923nm，最大输出功率为645mW，斜率效率为32%的比较好激光输出。北京小细棒TmYAP