4.5Tm:YAP晶体激光实验研究
在哈尔滨工业大学可调谐激光实验室测试了浓度分别为3at%、4at%和5at%的Tm:YAP晶体的激光性能。相干场匹配功率计用于测量激光功率，探头为PM-30。激光波长由波长为30cm、光栅常数为300巴/毫米、闪耀波长为2m的WDG30光栅单色仪测量。
3at%Tm:YAP激光实验在18水冷温度下进行，样品沿b方向垂直切割，尺寸为448mm3。当注入功率为22W时，获得波长为1.94m的5W激光输出，光-光转换效率为23%。当输出镜的传输耦合比为5%且8mm长晶体一起使用时，谐振器的传输损耗降低，输出增益较低的1.98~1.99m波长振荡。比较了3at%Tm:YAP晶体在H2退火前后的激光性能。H2退火后3at% tm3360yap晶体的斜率效率比未退火时高40%。如图4-23所示，可以看出H2退火减少了杂质离子(Fe3等。)和晶体中的缺陷，提高晶体的激光性能。具体原因需要进一步分析。
如何才能提高Tm:YAP晶体的激光输出效率及输出能量？四川质量好TmYAP
20世纪80年代，随着商用二极管的发展，人们开始寻找适合二极管泵浦的激光基板。斯通曼R C用钛宝石激光器泵浦Tm:YAG获得连续可调谐激光输出[15]后，tm3360 YAG在785nm处的强吸收与大功率激光二极管的发射波长相匹配引起了***关注。在此基础上，发展了大量掺Tm3激光器和Tm3、Ho3共掺激光器。1997年，Honea报道了2mTm:YAG激光输出为115W[16]。2003年，美国航天局实现了600 mJ 温二极管泵浦的Tm，Ho:YLF激光器[17]。
1992年，斯通曼研发了一种2.01米腔内泵浦的Ho:YAG激光器，由二极管泵浦的Tm:YAG [18]产生，斜率效率为42%。该系统避免了Tm3和Ho3共掺激光器中Tm3和Ho3相互能量转移引起的上转换发光和反向能量转移过程，提高了量子效率，降低了增益对温度的敏感性，使Ho3 2m激光器能够实现高功率和大能量输出。2000年，Budni P A等人用二极管泵浦的Tm:YLF泵浦Ho:YAG，产生大于16W的2.09m激光输出[19]。2006年，So S等人用高能Tm:YLF激光器通过腔内侧泵浦的方式泵浦Ho:YAG，获得了14W的连续激光输出，估计比较大输出能量可以超过100W[20]。 海南常规尺寸TmYAPTm:YAP晶体能级结构图有吗？
为了更好了解Tm3+在Tm:YAP晶体中吸收跃迁特性以及其温度依赖特性，我们测试了4at%Tm:YAP晶体b向样品的变温吸收谱。图4-7为3H6→3H4跃迁对应的变温吸收谱。低温下Tm3+吸收为尖锐谱线，随温度升高，吸收峰变宽，吸收强度减弱，这是由于温度升高，晶格热振动增强，吸收过程将伴随更多的声子发射，使跃迁几率减小，强度减弱，谱峰变宽。红外侧805nm之后存在两个较弱的吸收峰，随温度升**度增强，我们认为这两个小峰对应基态中较高的Stark能级吸收跃迁。随温度升高，基态中较高的Stark能级热布局增大，因而跃迁强度增大。整个吸收光谱随温度升高重心红移。
1.1.1 热导率测试本实验中采用激光脉冲法对所生长晶体热导率进行了测量。激光脉冲法是常用的测试热导率方法之一，可以获得不同温度下样品的热导率。其原理为：在四周绝热的薄圆片试样的正面，辐照一个垂直于试样正面的均匀的激光脉冲进行加热，热量在样品中扩散，使样品背部的温度上升。通过热电偶或红外线测量仪测出试样背面温升，输入到高速记忆存储器，放大后再输出到计算机进行处理，获得热扩散系数a，然后通过公式
λ=α.C.ρ (2-3)
计算得样品热导率。其中λ为热导率，C为样品比热系数，ρ为样品密度。
实验测试在上海硅酸盐研究所自行研制的激光脉冲法高温热扩散率测定仪上进行，测试时样品表面加SiC吸收涂层。 提拉法生长Tm:YAP晶体的吗？
..在不同温度下测得3F4能级衰减曲线，通过公式4-2拟合该能级寿命，.........................得到寿命的温度依赖曲线如图4-16。随温度升高，3F4能级寿命先增大后减小。我们认为其原因是在较低温度时，随温度升高，晶格振动增强，3H4+3H6→3F4+3F4交叉弛豫几率增大，使得Tm3+容易在3F4能级停留，3F4能级寿命增大；当温度超过一定范围继续升高时，3F4+3F4→3H4+3H6交叉弛豫几率相对增大并且Tm3+之间能量传递加快，使3F4能级寿命减小。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。青海TmYAP市场价格
Tm:YAP和Tm:LSO两微米波段激光晶体生长、光谱和激光性能的研究.四川质量好TmYAP
目前常用的基体材料有晶体、玻璃、陶瓷。晶体中的粒子(原子、分子、离子或原子团)呈周期性有序排列，而玻璃和陶瓷则具有短程有序和长程无序的非晶结构。这些结构上的差异导致了它们的性能差异。与玻璃和陶瓷相比，晶体通常具有更高的热导率和更大的机械强度。晶体中的掺杂离子受到有序晶体场的影响，其发射谱线均匀加宽，线宽更窄，增益更高，因此被***用作固体激光器的工作物质。常用的基质晶体有：氧化物晶体，如蓝宝石(Al2O3或刚玉)；混合氧化物晶体，如钇铝石榴石(Y3Al5O12:YAG)和铝酸钇(yal O3:yap)；硅酸盐晶体，如硅酸镥(Lu2SiO5:LSO)和硅酸钆(ga2s io 5:GSO)；钒酸盐，如钒酸盐(yvo 4)；另外还有氟化物晶体和混合氟化物晶体。四川质量好TmYAP
