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晶体能级结构多少？黑龙江生长TmYAP
钒酸盐晶体一般是单光轴的四方晶体。激光输出是定向的，可以输出线偏振光。由于其低对称性，掺杂钒酸盐一般具有相对较大的吸收截面和发射截面。例如，Tm:YVO4的吸收截面是Tm:YAG的5倍以上，发射截面略大于tm3360 YAG。但其激光上能级寿命比掺杂YAG短得多，而Tm:YVO4只有Tm:YAG的十分之一，这是有限制的，从热力学性质来说，Tm:YVO4热导率低，在激光工作时容易爆裂，虽然Tm:GdVO4的热导率与Tm:YAG相近，但比Tm:YVO4更难生长，法皇冠生长的Tm:GdVO4存在色心等缺陷。Higuchi M等利用浮区法种植不同浓度的Tm:GdVO4。虽然这种晶体有很高的光学质量，但它的尺寸很小，所以它经常被用来开发微芯片激光器。2m激光对Tm:YVO4的实验研究大多集中在90年代。1992年，Saito H .等人在平行于c轴泵浦a方向5%Tm:YVO4晶体的797nm处取ti: sapphire的偏振方向，获得了1.94m的激光输出，输出功率为48mW，斜率效率为25% [42]。1998年，Bourdet G L等人对Tm:YVO4微芯片激光器进行了一系列的理论和实验研究，获得了高效率的激光输出，并在1mm厚的晶体中实现了单模输出[44]。近年来，掺入Tm3360YVO4的Tm3360YVO4激光晶体由于具有相似的光谱特性和优异的热性能，成为另一个主要研究对象。黑龙江圆棒TmYAPTm:YAP晶体结构及分凝系数多少？
Tm3离子在790nm附近的吸收与商用二极管匹配良好，量子效率接近200%。掺Tm3激光器可用作Ho3激光器和中红外参量振荡器的泵浦源。掺tm3激光器是近年来2m激光器的重点研究方向之一，以掺Tm3激光晶体为工作物质的LDPSSL是目前掺Tm3激光器的主要发展方向之一
在吸收大约0.79米的泵浦光后，Tm3从基态3H6跃迁到3H4能级。当Tm3掺杂大于一定浓度时，因为3H4和3F4的能级接近3F4和3H6的能级，所以3H4能级的Tm3很容易与基态的Tm3转移能量，产生两个3F4能级的Tm3，3F4能级的Tm3跃迁到基态产生约2m的荧光，称为“一个”，然而， 由于Tm3激光器本身是一个三能级系统，工作物质的温度对系统的效率和阈值影响很大，所以工作物质具有相对较高的热导率，这是Tm3激光器设计的关键因素之一。 此外，提高Tm3激光器效率的有效途径之一是选择声子能量较高的衬底，以增加基态的斯塔克分裂，增强跃迁的振子强度，增加发射截面
3H4能级的Tm3除了把能量转移到基态外，还可能跳低到3H5和3F4能级，产生约2.3m和1.4m的荧光，并可能吸收另一个光子，借助声子跳高到1G4和1D2能级，从而影响3H4 3H62 3F4的能量交叉弛豫过程。由于上转换概率随着Tm3掺杂浓度的增加而增加，因此在Tm3激光晶体中选择合适的掺杂浓度是必要的
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。 YAP晶体属正交晶系畸变钙钛矿结构？
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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。............ Tm:YAP晶体能量转移参数计算。湖北TmYAP市场价格
Tm:YAP晶体提拉法生长的吗？黑龙江生长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。 黑龙江生长TmYAP
