Tm³⁺可以掺杂于多种晶体和玻璃基质中，产生多种能级之间的跃迁，辐射波长的光如454nm，472nm和646nm及红外波段的2μm，其中2μm已实现有效激光振荡。该波长的激光对人眼无伤害，在大气中的透明度很高，可适用于红外雷达和远距离红外传感器，在激光医疗中也有着重要的应用。在450nm和480nm附近实现有效的上转换发光，其中450nm左右实现了上转换激光发射。

      K₂YF₅晶体是正交结构，每个Y³⁺离子周围有7个F^-离子，呈C_2v对称性，其中YF₇多面体平行于晶体结构的c轴排列成链，链内Y-Y的间距约为0.37nm，而最短的链间距约为0.5nm。对Tm³⁺掺杂的K₂YF₅晶体的光谱和能级结构已进行了深入研究。

      九江学院王殿元教授课题组通过测量Tm:K₂YF₅晶体的室温吸收光谱，利用Judd-Ofelt理论计算该晶体中Tm³⁺的光谱强度参数Ω_l, 进而计算给出Tm³⁺离子激发能级的自发辐射几率、跃迁分支比、能级寿命和积分发射截面积等参数，有助于了解K₂YF₅晶体中Tm³⁺离子的发光性能和它作为激光材料的可能。

    文章要点：

   （1）利用最小二乘法拟合得到Tm:K₂YF₅晶体中Judd-Ofelt强度参数为：Ω₂=5.02×10^-20cm²， Ω₄=3.40×10^-20cm²，Ω₆=0.38×10^-20cm²。

   （2）计算出K₂YF₅晶体中Tm³⁺离子激发能级 的自发辐射几率A、荧光分支比b、荧光寿命τ和积分发射截面S等光谱参量。

   （3）结果表明，有相当一部分跃迁的积分发射截面都超过了4.0×10^-18cm，如：3F4à3H6（1.8μm，3F3à3H5（1.65μm），3F2à3F4（1.07μm），1D2à3F2（790nm）。特别是1D2à3F4（455nm）蓝光和1D2à3H6（363nm）紫外光辐射跃迁的积分发射截面分别达到了18.015×10^-18cm和7.954×10^-18cm。

        本文的研究结果表明，Tm: K2YF5晶体有相当一部分跃迁的积分发射截面都超过了4.0×10-18cm。因此，Tm:K2YF5晶体很适合用于制作短波长固态激光器。同时，本文对利用Judd-Ofelt理论研究其他Tm3+掺杂材料的光谱参量具有一定的指导意义。

Dianyuan Wang, et al., Judd–Ofelt analysis of spectroscopic properties of Tm3+ ions in K2YF5 crystal,Journal of Alloys and Compounds,2009, 474,1-2,23-25

DOI: 10.1016/j.jallcom.2008.06.075

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925838808010499?via%3Dihub