1.1.1 退火对3at%Tm:YAP晶体的影响我们对3at%Tm:YAP样品分别进行了H2和O2退火实验，其中H2退火为1150℃保温20h，O2退火为1200℃保温10h，O2退火后晶体颜色加深，而H2退火后晶体颜色变浅。通过对退火前后吸收谱分析我们发现，氧气退火使212nm-628nm吸收明显增加，并且在254nm和372nm处出现两个比较宽的吸收峰，而氢气退火使该段吸收减少，并且差分吸收谱在254nm和372nm处也出现两个凹陷的峰。我们认为这些缺陷的形成是由于Fe3+、Fe2+的存在造成[70]。其中254nm左右为Fe3+吸收峰，372nm差吸收峰对应Fe3+→O2-→Fe2+电荷转移吸收峰，氧气退火使Fe3+增加而Fe2+减少，故两处吸收峰增强，而氢气退火使Fe3+减少而Fe2+增加，故两处吸收峰减弱。有Tm:YAP晶体的激光实验研究报告吗？河南圆棒TmYAP
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河南圆棒TmYAPTm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命的温度依赖特性多少？
4at%Tm:YAP激光实验在同样条件下进行，输出耦合镜的透射率为10%，样品尺寸为3×3×5mm3，垂直c向切割。达到阈值所需要的泵浦功率约4.4W，当泵浦功率为24W时，实现最大功率8.1W的激光输出，波长1.935mm，斜效率达42%，如图4-24。
5at%Tm:YAP晶体在同样的泵浦功率密度下，晶体端面发生脆裂，这可能与5at%Tm:YAP晶体局部吸收功率过高以及热力学性能较差有关。
由以上激光实验结果来看，4at% Tm:YAP晶体激光性能比较好，因此我们认为在我们所生长的Tm:YAP晶体中，4at%为比较好化的掺杂浓度。我们对不同浓度Tm:YAP样品1.94mm处寿命进行了测试，归一化衰减曲线如图4-12所示，在1-5at%浓度范围内，衰减曲线无明显变化趋势，而15at%浓度衰减曲线下降明显变抖由于交叉弛豫作用，Tm3+ 3F4能级一般不为指数衰减，我们采用公式：对衰减曲线进行了拟合，拟合结果如表4-4所示。图4-13更清楚表示了Tm3+ 3F4能级寿命与浓度关系，在4at%浓度之**F4能级寿命总体趋势增加，而4at%浓度之后，3F4能级寿命迅速下降，这与前面荧光光谱的分析一致。Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命？
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晶体的激光实验效果？浙江圆棒TmYAP
Tm:YAP晶体生长、光谱和激光性能研究。.河南圆棒TmYAP
2000年，Budni P A等人用120W光纤耦合二极管泵浦3% TM3360 ylF，获得36W激光输出[54]。然后Dergachev A报道了3.5%的Tm:YLF 1905-2067nm宽调谐CW激光输出，多纵模输出功率大于18W，斜率效率37%，单纵模输出功率12W[55]。在CaF2晶体中，Tm3吸收系数小，辐照后容易转变为Tm2，因此对Tm:CaF2晶体2m波段激光的研究很少。2004年，Camy P等人用767nm Ti:蓝宝石激光器泵浦1.34%的Tm:CaF2晶体，获得调谐范围1835~1970nm、斜率效率41% [56]的激光输出。BaY2F8是一种性能优良的激光晶体，近年来研究较多。Cornacchia F的工作组对比分析了一系列掺杂了一系列浓度的Tm3离子[58][59]，得到了12% Tm: BaY2F8，泵浦源为780nm二极管，输出峰值在1923nm，最大输出功率为645mW，斜率效率为32%的比较好激光输出。河南圆棒TmYAP
