三价稀土金属离子有未填充的4f轨道，5s5p轨道处于满态。由于外电子的屏蔽作用，4f层电子受外界电磁场的影响较小，因此这些离子在不同的矩阵中具有类似自由电子的相对稳定的能级结构。迭克集团给出了60年代晶体中主要三价稀土离子的能级图[8]，如图11所示。外电子的屏蔽作用也使得三价稀土离子的4f4f跃迁谱线锐利，吸收带强，受基体影响较小，成为激光材料发展的优先。二价的稀土离子主要包括Sm2、Dy2和Er2。二价稀土离子的4f壳层比三价离子多一个电子，降低了5d态的能量。因此，4f5d跃迁的吸收带在可见光区，振子强度远大于4f4f跃迁吸收的振子强度，有利于离子吸收光泵能量。然而，二价稀土离子的激光辐射跃迁一般是4f4f跃迁，因此保持了三价离子的锐线光谱特性。但是，二价的稀土离子不稳定，暴露在高能辐射下容易失去4f壳层中的一个电子，变价，导致色心和激光性能差。Tm:YAP晶体结构及分凝系数多少？云南品质优的TmYAP
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。内蒙古圆棒TmYAP退火对3at%Tm:YAP晶体有影响吗？
Tm:YAP
Tm:YAP晶体能量转移参数计算:
将WEE及多声子弛豫几率、辐射跃迁几率代入速率方程3-21，3-25求解（设泵浦源功率5W），并利用式3-26可得3F4→3H6与3H4→3F4跃迁强度比h，h与Tm3+掺杂浓度关系如图4-22，可见泵浦效率随浓度增加而增加。但事实上，随浓度增加，能量传递速率WEE的增加必将增大3F4+3F4→3H4+3H6能量反交叉弛豫几率，并且容易使能量在Tm3+间传递过程增长而发生浓度淬灭，因此将存在一个比较好化的掺杂浓度。............
文献报道Tm:YAG中CD-A=3.88×10-40cm6/s[72][73]，该数值与之十分接近，说明在Tm:YAP晶体中能量交叉弛豫能有效的发生。由公式3-12、3-15，结合J-O计算结果及多声子弛豫几率，可计算得3H4能级本征寿命（即不存在交叉弛豫时的寿命）为t=388ms，代入公式3-18可得Tm:YAP中能量交叉弛豫半径为：R=6.2Å。
施主与施主离子间能量转移参数CD-D采用3H4→3H6发射截面（倒易公式计算）与3H6→3H4吸收截面交叠积分计算。倒易法公式可写为[75]：
式中h为普朗克常数，k为玻尔兹曼常数，T为实验温度，Zl、Zu为下、上能级的配分函数，EZL为两能级间零声子能量。计算结果为：CD-D=2.48×10-39cm6/s。CD-D要远大于CD-A，这是由于施主离子间这种能量转移所对应能级间隔相同，为能量共振转移，而施主与受主离子之间两能级间隔不同，能量交叉弛豫过程多需声子协助发生 测试了Tm:YAP晶体不同浓度不同方向热导率以及4at%Tm:LSO垂直生长方向热导率，为激光实验提供指导意义。
Tm:YAP晶体在800nm左右吸收峰，峰值在796nm，与商用二极管的发射波长匹配良好，图4-5 (b)给出了796nm吸收峰峰值及半高宽随浓度的变化情况，可见随浓度增加，吸收系数基本呈线性增加，5at%Tm:YAP在此处吸收系数达4.85cm-1，而吸收半高宽（FWHM）随浓度变化基本保持不变，约为16nm。由于YAP具有各向异性，我们测试了4at%Tm:YAP的偏振吸收特性，如图4-6所示。当偏振方向平行于b轴时，样品具有比较大吸收6.23cm-1，吸收峰值位于795nm，而当偏振方向平行c轴时，样品在800nm具有较大吸收系数3.99cm-1。Tm:YAP晶体荧光谱及荧光寿命。福建超薄片TmYAP
Tm:YAP与纯YAP晶体具有相似的结构？云南品质优的TmYAP
1985年，Antipenko B M等提出了Cr，Tm，Ho三重掺杂YAG晶体[14]。利用氙灯泵浦，***在室温下实现了低阈值2.12米激光工作。如图13所示，氙灯的可见光部分被Cr3的宽带吸收，使其从基态4a 2跃迁到4T1和4T2能态，然后通过非辐射跃迁弛豫到2E和4T2能态。由于2E能态被禁止基态跃迁，2E能态类似于Tm3 3F3能态，它们之间容易发生共振转移。基态中的Tm3跃迁到3F3能态，3F3能态的Tm3通过无辐射跃迁弛豫到3H4能态。一个处于3H4能态的Tm3很容易与基态的Tm3交叉弛豫，产生两个处于3F4能态的Tm3。而3F4能级的Tm3通过共振转移将能量转移到Ho3，使基态5i 8的Ho3跃迁到5I7能级，然后激发5I7能级的Ho3跃迁到基态产生2.1m激光。这种由两种离子组成的敏化HO3**提高了Er3或Cr3直接生成敏化HO3的效率，因此引起了***的研究。通过优化浓度和不断改造激光器，灯泵浦的铬、铥、钬激光已于20世纪90年代实现商业化，并已在中多个医学学科中得到临床应用由于闪光灯泵浦源的限制以及Tm3和Ho3在可见光波段的吸收峰尖锐，早期2m激光器需要敏化离子来增强吸收。云南品质优的TmYAP
