通过已知的发射截面和吸收截面，可由下式对增益截面进行估算[76]：
(4-4)
该公式中，σg(λl)表示在某一激光波长λl处的增益截面，β表示处于激发态的粒子占总粒子的分数，σem(λl)和σabs(λl)则分别表示激光波长处的发射截面和吸收截面。
图4-21 5at%Tm:YAP晶体E//a方向增益截面
计算所得增益截面如图4-21，可见Tm:YAP晶体E//a方向具有宽且平缓的发射峰，以β=0.5为例，从1756nm至2150nm范围内增益截面均为正值，这说明Tm:YAP在2mm波段将具有宽调谐特性。增益截面峰值为1934nm，当β=0.5时，该峰值达到2.08×10-21cm2。 Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命。广西TmYAP
(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。 浙江TmYAP批发价生长Tm:YAP晶体的公司有哪些？
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
报道的掺Tm3硅酸盐晶体包括y2 O3(YSO)、CaAl2SiO7(CAS)和SrY4(SiO4)3O(SYS)。与铝酸盐晶体相比，硅酸盐晶体一般对称性较低，声子能量较大，因此能级分裂较大，有利于粒子数反转的形成。更强的晶场使它们具有更强的跃迁振子强度、更宽的吸收峰和发射峰以及更大的吸收和发射截面。但是硅酸盐晶体一般寿命短，热导率比铝酸盐低，影响输出激光性能。鉴于上述硅酸盐基质的优点和较差的热力学性质，掺Tm3的硅酸盐晶体在薄板激光器和锁模激光器中有很大的应用前景。表13显示了Tm3 YSO、CAS和SYS晶体的主要结构参数和光谱特性。如何才能提高Tm:YAP晶体的激光输出效率及输出能量？
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晶体主要用在哪方面啊？辽宁常规尺寸TmYAP
Tm:YAP晶体的激光实验效果？广西TmYAP
掺Tm3钨酸盐晶体是近年来研究较多的一种激光晶体。常见的有Tm:KY(WO4)2(Tm:KYW)、Tm:KGd(WO4)2(Tm:KGdW)、Tm:KLu(WO4)2(Tm:KLuW)等。KReW属于单斜双轴晶体，其作为激光基质的优点是：离子间距大，易于实现高浓度掺杂，猝灭浓度低。吸收发射峰宽，吸收发射截面大。3H63H4的吸收峰在800nm后达到峰值，更有利于使用商用二极管作为泵浦源，而较大的增益截面和较短的上能级寿命有利于被动锁模激光实验。掺Tm3钨酸盐晶体的激光实验***在KYW晶体上进行。2002年，Batay L E等人报道了二极管泵浦的Tm:KYW晶体的连续可调激光输出，最大功率为1.8W[51]。同年，他们在Tm:KYW晶体中实现了被动调Q激光输出，比较大脉冲能量约为4J，**窄脉冲宽度为55ns[48]。2004年，Petrov等人在Tm:KGdW中实现了1790-2042nm的宽调谐激光输出[47]。2006年，该团队采用Ti:蓝宝石802nm作为激发源，实现了1.95m的激光输出，最大输出功率为4W，比较大倾斜效率为69%，调谐范围为1800~1987nm，是目前掺Tm3钨酸盐晶体的比较好激光实验结果广西TmYAP
