激光晶體的重要元素解析
更新時(shí)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(duì)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(cè)距、激光目標(biāo)指示、激光探測(cè)、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(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(chǎng)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(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)其進(jìn)行作用減弱，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，造成窄帶的吸收和熒光譜線。因此三價(jià)稀土離子在各個(gè)晶體中的光譜并不像過(guò)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(zhǎng)出光學(xué)均勻性強(qiáng)的大尺寸晶體，且價(jià)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(yáng)離子與激活離子的半徑、電負(fù)性和價(jià)態(tài)要盡可能貼近。
此外，也要考慮到基質(zhì)晶場(chǎng)對(duì)激活離子光譜的影響。對(duì)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。
