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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(xué)諧振腔轉(zhuǎn)化成在時(shí)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(zhì)。

  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。

  除此之外,也要考慮到基質(zhì)晶場(chǎng)對(duì)激活離子光譜的影響。對(duì)于一些具有獨(dú)特功能的基質(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。使用比較多的是:Nd:YAG,Nd:YVO4。

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