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激光晶体的重要元素解析

点击次数:322 更新时间:2022-12-12
   激光晶体具备光学均一性好、机械性能好、物化稳定性能高、热导性好等特点,可作为固体激光器材料的主要选择对象,因此广泛用于工业、医疗、科研、通讯等行业。如激光测距、激光目标指示、激光探测、激光加工、激光医美等等。
  激光晶体所使用的激活离子大多为过渡族金属离子和三价稀土离子。过渡族金属离子的光学电子已经处于表层的3d电子,在晶体中这种光学电子易遭受周围晶场的直接作用,因此在不同结构类型的晶体中,其光谱特性有非常大的差异。
  三价稀土离子的4f电子受到5s和5p外层电子的屏蔽作用,使晶场对其进行作用减弱,但晶场的微扰作用使本来禁戒的4f电子跃迁成为可能,造成窄带的吸收和荧光谱线。因此三价稀土离子在各个晶体中的光谱并不像过渡族金属离子变化这么大。
  激光晶体所使用的基质晶体主要包括氧化物和氟化物。作为基质晶体除要求其物理化学质量稳定,易生长出光学均匀性强的大尺寸晶体,且价格实惠,但是考虑它与激活离子之间的适应能力,如基质阳离子与激活离子的半径、电负性和价态要尽可能贴近。
  此外,也要考虑到基质晶场对激活离子光谱的影响。对一些具有特殊功能的基质晶体,掺入激活离子后能直接产生具有某种特性的激光,如在一些非线性晶体中,激活离子产生激光后利用基质晶体能直接转化成谐波输出。
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