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与传统闪光灯泵浦的固态激光器相比,LDPSSL具有以下优点:(1)高转换效率。泵浦灯为宽带泵浦,灯的辐射光谱只有一小部分被晶体吸收转化为激光能量,转化效率只有3 ~ 6%;半导体激光器的发射波长与固态激光器工作物质的吸收峰重合,有效避免了不必要的损耗,光-光转换效率可达70%。(2)热负荷低。(3) 使用寿命长。激光二极管或激光二极管阵列的使用寿命比传统闪光灯长得多。普通激光二极管阵列的使用寿命在10000小时以上,一般可达3104小时,而闪光灯的使用寿命只有200-400小时。(4)光束质量好。用直拉法可成功地生长了浓度分别为1at%、3at%、4at%、5at%和15at%的Tm:YAP晶体。湖北人工TmYAP晶体直供
YAP晶体属于什么结构?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,实现较大功率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。 Tm:YAP晶体光谱参数及能量转移参数计算结果。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。山西LD抽运高重频TmYAP晶体报价氟化物晶体声子能量较小,激光的上能级荧光寿命较长,有利于实现激光操作。
在技术上,稀土的技术门槛和涉及的上下游也和半导体差距很大。稀土的主要门槛是精炼能力,在这方面中国是全球头一。但别国若想在技术上追平我国,或许比我们在半导体产业投入的资金与时间少许多。在上下游产业链中,半导体牵扯到的产业链无疑更为普遍,从设计到制造、还有设备,材料等一大堆产业,就拿台积电来说,其供应商的数量就超过了3000家,稀土无疑不需要这么长的产业链条。综述,从产业规模来说,稀土与半导体产业或许不能相提并论,但重要性而言,工业缺少“粮食”会萎缩,缺少“维生素”也会衰退,两者的区别只是在于哪种衰落的更快而已,不过由于稀土规模小,有时候可以达到四两拨千斤的效果。
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:(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。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是二极管泵浦发射2μm波段激光的重要晶体。
20世纪80年代,激光二极管和激光二极管阵列的研究取得了很大进展,使激光二极管泵浦固体激光器的研究进入了一个新的阶段,极大地促进了固体激光器件、技术和应用的发展。实验中使用的衍射仪为XDC-1000型金尼尔-哈格相机,铜靶K1辐射,波长=1.540598,-2扫描模式,管电压和管电流分别为40kV和100毫安,扫描速度为4 /min。为了分析晶体的相组成、结晶度和杂质相,必须将晶体在玛瑙研钵中研磨成粉末样品,然后进行精细的x光粉末衍射扫描。得到的衍射数据可以用Rietveld全谱峰形拟合,较终计算出晶胞参数。TmYAP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TmYAP晶体的能级结构。湖北人工TmYAP晶体直供
Tm:YAG晶体掺杂浓度从1 at.% 到8 at % Tm/Y。湖北人工TmYAP晶体直供
根据吸收光谱计算出Tm:YAP晶体的JO参数为: 2=0.8 10-19cm2, 4=1.6 10-19cm2, 6=1.1 10-19cm2,均方根偏差为1.5110-22 cm2。根据吸收和发射的重叠积分,计算了tm3360 yap中的能量交叉测试了浓度为3at%、4at%和5at%的Tm:YAP晶体的激光性能。当泵浦功率为24W,较大功率为8.1W,比较大斜率效率为42%,激光输出波长为1.935米时,4at % Tm:YAP c向样品获得比较好激光输出。3at%、4at%及5at%浓度Tm:YAP晶体进行了激光性能的测试。其中4at%Tm:YAP c向晶体在泵浦功率为24W时,实现较大功率8.1W的1.935mm激光输出,比较大斜效率达42%,为目前我们实验中Tm:YAP晶体比较好激光输出结果;此外对H2退火前后3at%Tm:YAP晶体激光性能进行了比较,晶体经过氢气退火处理,斜率效率较未经退火的提高40%。 湖北人工TmYAP晶体直供
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