激光晶體的重要元素解析

　　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?chē)?chǎng)的直接作用，因此在不同結(jié)構(gòu)類(lèi)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(xiàn)。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。

　　此外，也要考慮到基質(zhì)晶場(chǎng)對(duì)激活離子光譜的影響。對(duì)一些具有特殊功能的基質(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(xiàn)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。