1.1 Tm:YAP晶体的光谱性能1.1.1 Tm:YAP晶体的吸收谱实验中我们测试了常温下Tm:YAP晶体的不同浓度（1at%，3at%，4at%，5at%）不同方向非偏振吸收谱及4at%浓度下的不同方向偏振吸收谱，并且对4at%的b向样品进行了非偏振的变温吸收测试。
1at%，3at%，4at%，5at%Tm:YAP晶体c方向非偏振吸收谱。在418nm之后有5个吸收峰分别对应基态3H6到激发态3F4、3H5、3H4、3F2，3、1G4的跃迁，强度随浓度增大而增大，418nm之前包含两个峰，对应3H6到1D2 和1G5/2的跃迁，但其中3at%浓度样品吸收系数明显大于其它样品，这与3at%晶体颜色较深相一致，具体原因将在后面进行详细说明。 如何才能提高Tm:YAP晶体的激光输出效率及输出能量？中国澳门TmYAP量大从优
一、基质材料
激光工作物质中的基体材料为***离子提供了外场，使***离子产生合适的激光发射，并影响发射峰位置和发射线宽。由相同活化离子的不同基质组成的工作物质可以具有不同的发射波长范围、激光阈值和激光倾斜效率。一般来说，作为激光工作物质的基体材料应具有以下特征：
(1)良好的光学性能。基体材料应具有宽的传输线和高的透光率，以满足激光输出的需要。
(2) 良好的力学和热力学性能。基体应具有高的机械强度和导热性，小的热膨胀系数和稳定的热光性能。由于激光会产生大量的热能和一系列的热效应，从而影响激光的振荡阈值，甚至损害工作物质的质量，所以热力学性能对于激光工作物质来说非常重要。
(3)可以为活性离子提供合适的掺杂位置。为了获得不同功率的不同种类的激光输出，需要一定浓度的活化离子，因此基体材料应该具有与活化离子半径相近的元素，以保证活化离子能够顺利进入晶格。
(4)易于准备。可以在保证光学质量的前提下制备掺杂材料。 中国澳门TmYAP量大从优Tm:YAP吸收系数与浓度变化成正比?
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
Tm:YAP晶体的激光实验研究我们采用实验装置，对3at%、4at%及5at%浓度Tm:YAP晶体在哈尔滨工业大学可调谐激光实验室进行了激光性能的测试。激光功率的测量采用Coherent Fieldmate功率计，探头为PM-30。激光波长的测量采用WDG30光栅单色仪，焦距30cm，光栅常数300条/mm，闪耀波长2mm。
3at%Tm:YAP激光实验在水冷温度18℃下进行，样品垂直b向切割，尺寸为4×4×8mm3，当注入功率22W时，获得5W 波长为1.94mm激光输出，光光转换效率23%。输出镜透射耦合率5%和8mm长晶体配合使用时，由于谐振腔透射损耗减小，增益较低的1.98~1.99mm波长振荡输出。对H2退火前后晶体激光性能进行了比较，3at%Tm:YAP晶体经过氢气退火处理，斜率效率较未经退火的提高40%，可见H2退火使晶体中杂质离子（Fe3+等）及缺陷减少，提高了晶体的激光性能，具体原因还有待于进一步分析。 有Tm:YAP晶体吸收及发射截面计算公式吗？
***离子
激光工作物质通过***离子粒子数反转来实现激光操作。常用于活化离子的元素有：稀土金属离子(二价或三价)；渡族金属离子；锕系金属离子。
(1)稀土金属离子。
稀土元素是门捷列夫元素周期表第三亚组的15种镧系元素，原子序数从57到71不等。从19世纪末开始，稀土元素被用于制造蒸汽灯罩、燧石和弧光灯碳棒等初级应用产品，现在广泛应用于彩电屏幕、三基色节能灯、绿色高能可充电电池、汽车尾气净化催化剂、计算机驱动器、核磁共振成像器、固态激光器、光纤通信和磁悬浮列车等高科技领域。
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氟化物晶体声子能量较小，激光的上能级荧光寿命较长，有利于实现激光操作。此外，氟化物晶体一般具有中等硬度和热导率，因此常被用作激光基底。Tm:YLF、Tm:CaF2、Tm:BaY2F8等掺入Tm3的氟化物晶体被***报道。它们的结构截然不同。YLF是四方单轴晶体，CaF2是立方各向同性晶体，BaY2F8是单斜晶体。不同的结构使它们的光谱性质不同。Tm:YLF因其***热透镜效应和输出线偏振光的优点而被***研究。1998年，Yokozawa T等人在12%Tm:YLF中通过781nm二极管泵浦获得了4.6 nm调谐范围的单纵模1.3mW激光输出。中国澳门TmYAP量大从优
