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
提拉法生长Tm:YAP晶体的吗?加工TmYAP量大从优
为了更好了解Tm3+在Tm:YAP晶体中吸收跃迁特性以及其温度依赖特性,我们测试了4at%Tm:YAP晶体b向样品的变温吸收谱。图4-7为3H6→3H4跃迁对应的变温吸收谱。低温下Tm3+吸收为尖锐谱线,随温度升高,吸收峰变宽,吸收强度减弱,这是由于温度升高,晶格热振动增强,吸收过程将伴随更多的声子发射,使跃迁几率减小,强度减弱,谱峰变宽。红外侧805nm之后存在两个较弱的吸收峰,随温度升**度增强,我们认为这两个小峰对应基态中较高的Stark能级吸收跃迁。随温度升高,基态中较高的Stark能级热布局增大,因而跃迁强度增大。整个吸收光谱随温度升高重心红移。陕西TmYAP批发价Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命的温度依赖特性多少?
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。 Tm:YAP晶体的常温荧光谱及荧光寿命?
X射线粉末不衍射
本研究采用x光粉末衍射仪分析晶体相和晶胞参数。X射线粉末衍射仪一般由X射线发生器、衍射仪测角台和探测器组成[62]。在传统的x光衍射过程中,安装在测角仪上的样品通常旋转一个角度,探测器旋转两个角度。-2扫描主要用于物质相的x光粉末衍射测定。根据扫描衍射图,结晶度、晶面取向度、晶格畸变、应力等。并且可以初步判断晶体中是否存在第二相物质。
实验中使用的衍射仪为XDC-1000型金尼尔-哈格相机,铜靶K1辐射,波长=1.540598,-2扫描模式,管电压和管电流分别为40kV和100毫安,扫描速度为4 /min。为了分析晶体的相组成、结晶度和杂质相,必须将晶体在玛瑙研钵中研磨成粉末样品,然后进行精细的x光粉末衍射扫描。得到的衍射数据可以用Rietveld全谱峰形拟合,**终计算出晶胞参数。
电感耦合等离子体原子发射光谱技术 Tm:YAP晶体能量转移参数计算实验?海南品质优的TmYAP
Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算方法?加工TmYAP量大从优
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 加工TmYAP量大从优