激光晶体

激光晶体主要元素：激光晶体所用的激活离子主要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是处于外层的3d电子，在晶体中这种光学电子易受到周围晶场的直接作用，所以在不同结构类型的晶体中，其光谱特性有很大差异。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，产生窄带的吸收和荧光谱线。所以三价稀土离子在不同晶体中的光谱不像过渡族金属离子变化那么大。激光晶体所用的基质晶体主要有氧化物和氟化物。作为基质晶体除要求其物理化学性能稳定，易生长出光学均匀性好的大尺寸晶体，且价格便宜，邢台激光晶体，但要考虑它与激活离子间的适应性，如基质阳离子与激活离子的半径、电负性和价态应尽可能接近。此外，还要考虑基质晶场对激活离子光谱的影响。对于某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，如在某些非线性晶体中，激光晶体棒，激活离子产生激光后通过基质晶体能直接转换成谐波输出。使用较多的是：Nd:YAG， Nd:YVO4

Yb:YAG是一种很有前途的激光材料，它比传统的掺Nd激光材料更适合二极管泵浦。与常用的Nd：YAG晶体相比，Yb:YAG的二极管泵浦吸收带带宽，激光晶体的应用，能有效降低激光二极管热管理要求。它具有较长的高激光能级寿命，激光晶体分类，每单位泵浦功率的热负荷低3－4倍。掺镱YAG晶体被期望替代掺钕YAG晶体用于高功率的二极管激光器，以及其它相关的应用中。

YB:YAG的优势

高斜率效率

高光学质量

热导率高，机械强度高

无激发态吸收和上转换

单位泵浦功率产生的热负荷比Nd:YAG晶体低

二极管泵浦吸收带宽约8nm@0940nm

适合常用的高功率InGaAs激光二极管（波长940nm或970nm）泵浦

Nd：YAG激光晶体基本特性

激光晶体及其元器件是光电子产业的重要基础材料，是固体激光器发出激光的核心元器件。

光电子晶体材料（包括激光晶体、线性光学晶体和闪烁晶体）

（1）Nd:YAG晶体（激光晶体）

产品名称：

化学分子式：Y3-3XNd3xAl5O12 (x为Nd的掺杂浓度)

中文化学名：掺钕钇铝石榴石

主要性能指标：

晶向               <111>±5°、<100>±5°

晶体结构            立方晶系

激光发射波长        1064nm

Nd离子浓度          0.1～2.0at%

折射率              1.8169（λ=1064 nm）

熔点                1970℃

密度                4.55 g/cm3

莫氏硬度            8-8.5

热导率（20℃）      0.129Wcm-1K-1

热膨胀系数：        8.2X10-6K-1<100>

7.7X10-6 K-1<110>

7.8X10-6 K-1<111>

dn/dt           　　     8.9X10-6K-1

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