山西抛光TmYAP

Tm:YAP激光晶体

YAP晶体属于正交畸变钙钛矿结构，是负双轴晶体。其结构参数和基本理化性质见表11。

Tm:YAP具有与纯YAP晶体相似的结构。与Tm:YAP相比，Tm:YAP具有类似于Tm:YAP的优异热力学性能，并且由于其双光轴，可以***Tm:YAP激光器工作过程中产生的热双折射效应，提高激光输出效率。另外，Tm:YAP的结构各向异性使得其发射截面各向异性，不同取向的Tm:YAP晶体具有不同的激光功能、输出波长和工作形式。在光谱性质上，对应于3H63H4的Tm:YAP的吸收峰约为795nm，报道的吸收截面为6.7  10-21 cm2(797nm，与非偏振的比值为3%)[28]，这更有利于用商用二极管GaAs/铝镓砷泵浦。其荧光范围覆盖1.6~2.1m，在1.936m处的发射截面达到5 和10-21 cm2(方向未知)，约为Tm:YAG的两倍，激光器的上能级寿命约为5ms[25]。Tm:YAP可输出1.94m连续和1.965~2.020m连续调谐激光输出，特别指出1.94m激光与2.5m  Cr:ZnSe吸收匹配良好。 退火对3at%Tm:YAP晶体的影响大吗？山西抛光TmYAP

 Tm:YAP晶体能量转移参数计算

（1）多声子弛豫几率

通过公式3-12可计算Tm:YAP晶体中的多声子弛豫几率，其中Ep、C、a由文献[71]可知分别为：600cm-1、6.3×109s-1、4.7×10-3cm，结合以上能级数据，可得出每一能级向下能级跃迁的多声子弛豫几率

2）能量传递速率

本论文中我们假设1at%Tm:YAP浓度足够低，交叉弛豫可忽略不计，通过1at%Tm:YAP吸收和发射光谱对Tm:YAP中Tm3+能量转移的微观参数进行了估算。其中施主离子与受主离子间能量交叉弛豫参数CD-A采用3H4→3F4发射截面（F-L公式计算）与3H6→3F4吸收截面交叠积分代入公式3-18计算，计算结果为：CD-A=1.53×10-40cm6/s

。 陕西专业抛光TmYAPYAP晶体属于什么结构？

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实验。

根据衍射数据算得不同浓度Tm:YAP晶体的晶胞参数，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。

提拉法生长的Tm:YAP晶体晶胞参数晶体晶胞参数

通过选取晶体接近籽晶部分来进行ICP测试获得Tm3+在Tm:YAP晶体顶部的浓度，利用公式：

可得到Tm3+在Tm:YAP晶体中的分凝系数k0，如表4-2所示。所生长Tm:YAP晶体分凝系数均大于0.8，说明Tm3+比较容易进入YAP晶格，能够实现高浓度掺杂。

Tm:YAP晶体的光谱性能多少？山西抛光TmYAP

到目前为止，2m激光器经历了近50年的发展，已经广泛应用于科学研究、医疗、***等领域。综上所述，目前2m激光主要通过以下方式实现：

1)掺Tm3固态激光器。掺Tm3固体激光器是2m波段**重要的固体激光器。Tm3离子在790nm附近的吸收与商用二极管的吸收匹配良好，2m波段激光输出对应3f4和3h6能级之间的跃迁，具有长荧光寿命的特点，由于Tm3离子的交叉弛豫，其量子效率接近200%，可以实现连续波高功率激光输出。Tm:YAG、Tm:LuAG、Tm:YAP、Tm:YLF/LuLF等。

2)掺Ho3固体激光器。掺Ho3固体激光器的2m波段激光输出对应Ho3的5i7-5i8stark能级跃迁，具有受激发射截面大(是Tm3的5倍以上)、激光上能级寿命长(有利于储能)、输出波长大于2m(更有利于中远红外非线性变频的应用)的特点，主要用于高峰值功率、高频脉冲激光输出。而掺Ho3激光晶体没有合适的LD泵浦源，激光输出往往是通过1.9m  Tm3激光的共振泵浦实现的。 山西抛光TmYAP