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告訴大家激光晶體的主要元素有哪些?

  激光晶體,可將外界提供的熱量借助光學諧振腔轉化成在時間與空間上相干的具備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。

  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電子已經處于表層的3d電子,在晶體中這種光學電子易遭受周圍晶場的直接作用,因此在不同結構類型的晶體中,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晶體主要包括氧化物和氟化物。作為基質晶體除要求其物理化學質量穩定,易生長出光學均勻性強的大尺寸晶體,且價格實惠,但是考慮它與激活離子之間的適應能力,如基質陽離子與激活離子的半徑、電負性和價態要盡可能貼近。

  除此之外,也要考慮到基質晶場對激活離子光譜的影響。對于一些具有獨特功能的基質晶體,摻入激活離子后能直接產生具有某種特性的激光,如在一些非線性晶體中,激活離子產生激光后利用基質晶體能直接轉化成諧波輸出。使用比較多的是:Nd:YAG,Nd:YVO4。

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