激光晶体材料

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，但要考虑它与离子间的适应性，如基质阳离子与离子的半径、电负性和价态应尽可能接近。此外，还要考虑基质晶场对离子光谱的影响。对于某些具有特殊功能的基质晶体，掺入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，离子产生激光后通过基质晶体能直接转换成谐波输出。

Yb:GSO晶体中格位域的黄 氏因子数值是格位玉的4倍，格 位域中的Yb3+能级分裂值将大于格位玉。因此，根据室温吸收和发射光谱可以粗略地确定格位域中的Yb3+ 能级分裂情况如图4(b)所示。Yb:GSO中Yb3+基态2F7/2能级分裂值达到1067cm-1，CTH:YAG激光晶体，大于Yb:YSO的964cm-1和Yb:LSO的971 cm-1 ，这是由于GSO晶体结构各向异性更强，所形成的层状结构内原子堆积密度更高。Yb:GSO晶体的1088nm辐射跃迁的终态能级正是Yb3+ 基态2 F7/2能级的最1高 子能级“能级4”，即1067cm-1，与其他掺镱晶体相比，Yb:GSO的“5寅4能级“跃迁具有最1大荧光分子比(见图5，其物理机理有待研究)，即在1088nm具有最1大的发 射截面。根据玻尔兹曼分布函数：N2/N1=Exp(-E21/kBT)， 式中N2和N1分别为能级E2和E1上分布的粒子数，激光晶体材料，E21为两能级之间的能量差，可以计算出室温下1067cm-1 能级上粒子热分布比例为6伊10-3 ，比Yb:YAG晶体1030nm激光下能级的热分布数5.3伊10-2小1个数量级。因此，可以预测Yb:GSO在1088nm具有非常低的激光抽运阈值。

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工业用激光设备如：激光打标机、激光雕刻机、激光焊接机、激光划片机、镭雕机、激光打孔机等都是采用Nd：YAG激光棒的。

YCr4+:YAG晶体是一种很好的激光晶体。它适用于Q开关、二极管泵浦、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:YVO4泵浦灯及其他掺杂Nd或Yb的波长0.8-1.2um的激光器。它具有极高的稳定性与可靠性、寿命长、抗损伤的特性，它将是一种理想的被动Q开关材料。

　　　　YCr4+:YAG的优势寿命长抗损伤高稳定性高可靠性

Er:YAG是一种优良的2.94μm激光晶体，广泛应用于激光医用系统及其它领域。Er:YAG晶体是3mm激光的最重要工作物质，并且具有斜率效率高、可在室温下激光工作、激光波长处在人眼安全波段范围内等特点。2.94mm Er:YAG激光已经大量用于医学领域中外科手术、皮肤科美容、牙科等诊疗。

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