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激光晶體的主要元素是什么？

閱讀：2675 發(fā)布時(shí)間：2022-11-30

　　激光晶體(laser crystal)，可將外界提供的能量通過(guò)光學(xué)諧振腔轉(zhuǎn)化為在空間和時(shí)間上相干的具有高度平行性和單色性激光的晶體材料。是晶體激光器的工作物質(zhì)。

　　激光晶體所用的激活離子主要為過(guò)渡族金屬離子和三價(jià)稀土離子。過(guò)渡族金屬離子的光學(xué)電子是處于外層的3d電子，在晶體中這種光學(xué)電子易受到周?chē)?chǎng)的直接作用，所以在不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的晶體中，其光譜特性有很大差異。

　　三價(jià)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(chǎng)對(duì)其作用減弱，但晶場(chǎng)的微擾作用使本來(lái)禁戒的4f電子躍遷成為可能，產(chǎn)生窄帶的吸收和熒光譜線。所以三價(jià)稀土離子在不同晶體中的光譜不像過(guò)渡族金屬離子變化那么大。

　　激光晶體所用的基質(zhì)晶體主要有氧化物和氟化物。作為基質(zhì)晶體除要求其物理化學(xué)性能穩(wěn)定，易生長(zhǎng)出光學(xué)均勻性好的大尺寸晶體，且價(jià)格便宜，但要考慮它與激活離子間的適應(yīng)性，如基質(zhì)陽(yáng)離子與激活離子的半徑、電負(fù)性和價(jià)態(tài)應(yīng)盡可能接近。

　　此外，還要考慮基質(zhì)晶場(chǎng)對(duì)激活離子光譜的影響。對(duì)于某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，如在某些非線性晶體中，激活離子產(chǎn)生激光后通過(guò)基質(zhì)晶體能直接轉(zhuǎn)換成諧波輸出。使用較多的是：Nd:YAG, Nd:YVO4。

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