激光晶體的幾種常見基礎材料說明
更新時間：2021-02-02
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現代制造業中激光加工是目前*的加工技術之一，為各種新產品的開發提供了新途徑。而在激光應用技術領域中，關鍵基礎的核心器件莫過于激光器。激光器中采用的激光基質材料是激光晶體，它們可將外界提供的能量通過光學諧振腔轉化為在空間和時間上相干的具有高度平行性和單色性激光。經過幾十年的發展，激光晶體從起初的數種增加到幾十種，應用廣泛的主要有三種：摻釹釔鋁石榴石（Nd:YAG）；摻釹礬酸釔（Nd:YVO4）和摻鈦藍寶石（Ti:Al2O3）。我們來說明下：
1.Nd:YAG
摻釹釔鋁石榴石激光晶體具有光學均勻性好、機械性能好、物化穩定性高、熱導性好等優點，是迄今為止重要，也是成熟、主流的激光晶體材料。可以說，摻釹釔鋁石榴石的出現使得固體激光器得到了真正的發展，并實現商業化。
2.Nd:YVO4
摻釹釩酸釔晶體是一種性能優良的激光晶體，適于制造激光二極管泵浦特別是中低功率的激光器。與摻釹釔鋁石榴石相比，摻釹釩酸釔對泵浦光有較高的吸收系數和更大的受激發射截面。激光二極管泵浦的摻釹釩酸釔晶體與LBO，BBO，KTP等高非線性系數的晶體配合使用，能夠達到較好的倍頻轉換效率，可以制成輸出近紅外、綠色、藍色到紫外線等類型的全固態激光器。
3.Ti:Al2O3
上世紀七八十年代，超快激光主要是采用被動鎖模的染料激光器，可以產生亞ps級的短脈沖激光。80年代末期，研究人員發現了可調諧范圍為660-1100nm的鈦寶石（Ti:Al2O3），其帶寬非常有利于實現fs激光脈沖，而且具有受激發射截面大、激光損傷閾值高等優點。
21世紀初，研究人員采用Kerr透鏡被動鎖模，獲得了平均功率為100mW，脈寬為5，V6fs的激光脈沖，并且*實現了fs脈沖運轉下的波長寬帶（400nm）調諧。從此之后鈦寶石激光器基本上取代了染料激光器在超短脈沖激光領域中的位置，成為了主要的超短脈沖激光振蕩源。
