探討激光晶體研究中進(jìn)行受激發(fā)射的金屬離子
更新時間：2021-02-04
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激光晶體具有光學(xué)均勻性好、機械性能好、物化穩(wěn)定性高、熱導(dǎo)性好等優(yōu)點，可作為固體激光器材料的首要之選，因此廣泛用于工業(yè)、醫(yī)療、科研、通訊和軍事等領(lǐng)域。如激光武器、激光測距、激光目標(biāo)指示、激光探測、激光打標(biāo)、激光加工、激光醫(yī)療、激光美容等等。
固體激光器用固體激光資料作為作業(yè)物質(zhì)的激光器。這類激光器所選用的固體作業(yè)物質(zhì)，是把具有能發(fā)生受激發(fā)射效果的金屬離子摻入晶體而制成的。在固體中能發(fā)生受激發(fā)射效果的金屬離子首要有三類：
1.過渡金屬離子（如Cr3+）；
2.大多數(shù)鑭系金屬離子（如Nd3+、Sm2+、Dy2+等）；
3.錒系金屬離子（如U3+）。
這些摻雜到固體基質(zhì)中的金屬離子的主要特點是具有比較寬的有用吸收光譜帶，比較高的熒光功率，比較長的熒光壽數(shù)和比較窄的熒光譜線，因此易于發(fā)生粒子數(shù)回轉(zhuǎn)和受激發(fā)射。用作激光晶體類基質(zhì)的人工晶體主要有剛玉（NaAlSi2O6）、釔鋁石榴石（Y3Al5，O12）、鎢酸鈣（CaWO4）、氟化鈣（CaF2）等，以及鋁酸釔（YAlO3）、鈹酸鑭（La2Be2O5）等。用作玻璃類基質(zhì)的首要是優(yōu)質(zhì)硅酸鹽光學(xué)玻璃，如常用的鋇冕玻璃和鈣冕玻璃。與晶體基質(zhì)比較，玻璃基質(zhì)的首要特點是制備便利和易于取得大尺度優(yōu)質(zhì)資料。
關(guān)于晶體和玻璃基質(zhì)的主要要求是易于摻入起激活效果的發(fā)光金屬離子；具有杰出的光譜特性、光學(xué)透射率特性和高度的光學(xué)（折射率）均勻性；具有適于長時間激光作業(yè)的物理和化學(xué)特性（如熱學(xué)特性、抗劣化特性、化學(xué)穩(wěn)定性等）。晶體激光器以紅寶石（Al2O3：Cr3+）和摻釹釔鋁石榴石（簡寫為YAG：Nd3+）為典型代表。玻璃激光器則是以釹玻璃激光器為典型代表。
