激光晶体研究中进行受激发射的金属离子

激光晶体具备光学均一性好、机械性能好、物化稳定性能高、热导性好等特点，可作为固体激光器材料的主要佳选，因此广泛运用于工业、医疗、科研、通讯和军事等行业。如激光武器、激光测距、激光目标指示、激光探测、激光打标、激光加工、激光医疗、激光美容等等。

固体激光器用固体激光资料做为作业物质的激光器。这种激光器选用的固体作业物质，是把具备能产生受激发射效果的金属离子掺入激光晶体而做成的。在固体里能发生受激发射效果的金属离子主要有三种：

1.过渡金属离子(如Cr3+);

2.大部分镧系金属离子(如Nd3+、Sm2+、Dy2+等);

3.锕系金属离子(如U3+)。

这些掺杂到固体基质中的金属离子的主要特征是有着较宽有用的吸收光谱带，较高的荧光功率，较长的荧光寿数和比较窄的荧光谱线，所以易于发生粒子数回转和受激发射。用作激光晶体类基质的人工晶体主要有刚玉(NaAlSi2O6)、钇铝石榴石(Y3Al5，O12)、钨酸钙(CaWO4)、氟化钙(CaF2)等，及其铝酸钇(YAlO3)、铍酸镧(La2Be2O5)等。用作玻璃类基质的首要是优质硅酸盐光学玻璃，如常见的钡冕玻璃和钙冕玻璃。与晶体基质相对比较，玻璃基质的首要特征是制备便利和易于取得大尺度优质资料。

有关晶体和玻璃基质的主要要求是易于掺入起激活效果的发光金属离子;具备杰出的光谱特性、光学透射率特性和高度的光学(折射率)均匀性;具备适于长时间激光作业的物理和化学特性(如热学特性、抗劣化特性、化学稳定性等)。晶体激光器以红宝石(Al2O3：Cr3+)和掺钕钇铝石榴石(简写为YAG：Nd3+)为典型代表。玻璃激光器则是以钕玻璃激光器为典型代表。