探討激光晶體研究中進行受激發射的金屬離子
更新時間：2021-02-04
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激光晶體具有光學均勻性好、機械性能好、物化穩定性高、熱導性好等優點，可作為固體激光器材料的首要之選，因此廣泛用于工業、醫療、科研、通訊和軍事等領域。如激光武器、激光測距、激光目標指示、激光探測、激光打標、激光加工、激光醫療、激光美容等等。
固體激光器用固體激光資料作為作業物質的激光器。這類激光器所選用的固體作業物質，是把具有能發生受激發射效果的金屬離子摻入晶體而制成的。在固體中能發生受激發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，比較長的熒光壽數和比較窄的熒光譜線，因此易于發生粒子數回轉和受激發射。用作激光晶體類基質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。用作玻璃類基質的首要是優質硅酸鹽光學玻璃，如常用的鋇冕玻璃和鈣冕玻璃。與晶體基質比較，玻璃基質的首要特點是制備便利和易于取得大尺度優質資料。
關于晶體和玻璃基質的主要要求是易于摻入起激活效果的發光金屬離子；具有杰出的光譜特性、光學透射率特性和高度的光學（折射率）均勻性；具有適于長時間激光作業的物理和化學特性（如熱學特性、抗劣化特性、化學穩定性等）。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。
