***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。
Tm:YAP晶体吸收及发射截面计算方式？专业生长TmYAP材料区别
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。 重庆小细棒TmYAPTm: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.
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。
电感耦合等离子体原子发射光谱法是20世纪70年代迅速发展起来的一种新的光谱分析方法。它采用电感耦合等离子体矩(ICP)作为发射光谱的激发光源。因此，这种分析方法常被称为ICP光谱法或等离子光谱法。该分析技术的主要优点是：(1)检出限低，灵敏度高。大多数元素的检出限为0.1 ~ 100纳克/毫升，以固体表示约为0.01 ~ 10克/克。对于难熔和非金属元素，检出限优于经典光谱法。(2)精度好。当分析物浓度为检出限的50~100倍和5~10倍时，相对标准偏差分别小于等于1%和4~8%。因此优于电弧和火花光谱法，可用于高含量成分的精密分析和分析。(3)精度高。在大多数情况下，测量的相对误差小于10%，对于高含量(大于10%)，可以控制在1%以下。(4)工作曲线直线范围宽，可达4~6个数量级，因此可以用标准曲线从微量到大浓度进行样品分析，给操作人员带来极大的方便。Tm:YAP晶体如何生长？
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。哪里有卖Tm:YAP晶体的？天津加工TmYAP
有Tm:YAP晶体的激光实验研究报告吗？专业生长TmYAP材料区别
1993年，李等用800纳米的钛宝石激光器和5%的泵浦tm: yso在室温下获得了2.05米的连续激光输出。激光输出范围可扩展至2.01 ~ 2.07米，斜率效率为18%[38]。1998年，Jean-paul Foing等人报道了以二极管为泵浦光源的5%Tm:YSO、10%Tm:CAS和5%Tm:SYS激光器的实验研究[36]。除了5%的Tm:SYS晶体由于其热力学性质不能产生激光振荡外，5%的Tm:YSO和10%的Tm:CAS晶体分别获得了110mW和39mW的激光输出，斜效率分别为26%和8.6%。指出TM3360YSO可实现1.93~2.07m范围内的宽调谐激光输出，其调谐范围为掺TM3的(1.93 ~ 2.07 m) (3)钒酸盐晶体专业生长TmYAP材料区别
