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
Tm:YAP吸收系数与浓度变化成正比?福建生长TmYAP
1. 采用TPM法计算了Tm:YAP晶体JO参数:Ω2=0.8×10-19cm2,Ω4=1.6×10-19 cm2,Ω6=1.1×10-19 cm2,拟合得到的JO参数与文献报道的非常接近;由JO参数计算得3F4能级辐射寿命为4.8ms。
2. 计算了Tm:YAP中能量交叉弛豫参数CD-A=1.53×10-40cm6/s,能量交叉弛豫半径为6.2Å,施主与施主离子能量转移参数CD-D=2.48×10-39cm6/s;对不同浓度能量传递速率WEE进行计算,并结合速率方程求解,得出泵浦效率h随浓度增加而增加。
3. 3at%、4at%及5at%浓度Tm:YAP晶体进行了激光性能的测试。其中4at%Tm:YAP c向晶体在泵浦功率为24W时,实现最大功率8.1W的1.935mm激光输出,比较大斜效率达42%,为目前我们实验中Tm:YAP晶体比较好激光输出结果;此外对H2退火前后3at%Tm:YAP晶体激光性能进行了比较,晶体经过氢气退火处理,斜率效率较未经退火的提高40%。 超薄片TmYAP方法低温下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。
1.1.1 Tm:YAP晶体能级结构通过低温吸收谱和荧光谱,可以比较准确的确定Tm:YAP晶体的能级结构。如图4-17,由吸收谱和发射谱交叠,可确定3F4能级零声子线位置EZL=5621cm-1,然后根据发射谱确定基态13个stark能级,再根据吸收谱确定激发态能级,在这里我们给出了包含3H4、3H5、3F4以及基态3H6的能级图结构1.1.1 Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算光谱参数诸如吸收发射截面、J-O参数、跃迁几率等以及能量转移参数如能量交叉弛豫几率等是评估晶体激光性能、设计激光器结构所需要的重要参数,下面以Tm:YAP吸收和发射光谱为基础,对这些参数进行了计算。
1 Tm:YAP晶体研究
Tm:YAP晶体的生长通过提拉法生长了透明、完整不开裂、内部无包裹物、散射少的的高光质量Tm:YAP单晶,其中1at%、4at%、5at%、15at%Tm:YAP颜色随浓度增加而加深从淡黄色到棕黄色,而3at%Tm:YAP呈深黄色,如图 41所示。晶体毛坯尺寸分别为:1at% Tm:YAP晶体Φ35×80mm3,3at% Tm:YAP晶体Φ30×90mm3,4at% Tm:YAP晶体Φ35×80mm3,5at% Tm:YAP晶体Φ35×85mm3,15at% Tm:YAP晶体Φ30×56mm3。.............................. Tm:YAP晶体结构及分凝系数多少?
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。 有Tm:YAP晶体吸收及发射截面计算公式吗?青海TmYAP批发价
Tm:YAP晶体主要应用在哪个领域?福建生长TmYAP
用直拉法成功地生长了浓度分别为1at%、3at%、4at%、5at%和15at%的Tm:YAP晶体,这些晶体均具有较高的光学质量,无宏观缺陷。用XRD和ICP分析了晶体结构和偏析特征,用激光脉冲法测试了TM3360YAP晶体的热导率。结果表明,随着掺杂浓度的增加,TM3360YAP晶体的热导率***降低。
测试和分析了不同浓度的Tm:YAP晶体的吸收和荧光特性及其温度依赖性。高浓度掺杂晶体表现出荧光猝灭现象。不同浓度的偏振荧光光谱显示,在1934 nm,浓度为5%时,在E//a方向的比较大发射截面为4.510-21cm2,发射峰宽而平。
根据吸收光谱计算出Tm:YAP晶体的JO参数为: 2=0.8 10-19cm2, 4=1.6 10-19cm2, 6=1.1 10-19cm2,均方根偏差为1.5110-22 cm2。根据吸收和发射的重叠积分,计算了tm3360 yap中的能量交叉
测试了浓度为3at%、4at%和5at%的Tm:YAP晶体的激光性能。当泵浦功率为24W,最大功率为8.1W,比较大斜率效率为42%,激光输出波长为1.935米时,4at % Tm:YAP c向样品获得比较好激光输出。
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