激光晶體的重要元素解析
更新時間：2022-12-12
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激光晶體具備光學(xué)均一性好、機(jī)械性能好、物化穩(wěn)定性能高、熱導(dǎo)性好等特點(diǎn)，可作為固體激光器材料的主要選擇對象，因此廣泛用于工業(yè)、醫(yī)療、科研、通訊等行業(yè)。如激光測距、激光目標(biāo)指示、激光探測、激光加工、激光醫(yī)美等等。
激光晶體所使用的激活離子大多為過渡族金屬離子和三價稀土離子。過渡族金屬離子的光學(xué)電子已經(jīng)處于表層的3d電子，在晶體中這種光學(xué)電子易遭受周圍晶場的直接作用，因此在不同結(jié)構(gòu)類型的晶體中，其光譜特性有非常大的差異。
三價稀土離子的4f電子受到5s和5p外層電子的屏蔽作用，使晶場對其進(jìn)行作用減弱，但晶場的微擾作用使本來禁戒的4f電子躍遷成為可能，造成窄帶的吸收和熒光譜線。因此三價稀土離子在各個晶體中的光譜并不像過渡族金屬離子變化這么大。
激光晶體所使用的基質(zhì)晶體主要包括氧化物和氟化物。作為基質(zhì)晶體除要求其物理化學(xué)質(zhì)量穩(wěn)定，易生長出光學(xué)均勻性強(qiáng)的大尺寸晶體，且價格實(shí)惠，但是考慮它與激活離子之間的適應(yīng)能力，如基質(zhì)陽離子與激活離子的半徑、電負(fù)性和價態(tài)要盡可能貼近。
此外，也要考慮到基質(zhì)晶場對激活離子光譜的影響。對一些具有特殊功能的基質(zhì)晶體，摻入激活離子后能直接產(chǎn)生具有某種特性的激光，如在一些非線性晶體中，激活離子產(chǎn)生激光后利用基質(zhì)晶體能直接轉(zhuǎn)化成諧波輸出。
