激光晶體的幾種常見基礎(chǔ)材料說明
更新時間：2021-02-02
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現(xiàn)代制造業(yè)中激光加工是目前*的加工技術(shù)之一，為各種新產(chǎn)品的開發(fā)提供了新途徑。而在激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域中，關(guān)鍵基礎(chǔ)的核心器件莫過于激光器。激光器中采用的激光基質(zhì)材料是激光晶體，它們可將外界提供的能量通過光學(xué)諧振腔轉(zhuǎn)化為在空間和時間上相干的具有高度平行性和單色性激光。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，激光晶體從起初的數(shù)種增加到幾十種，應(yīng)用廣泛的主要有三種：摻釹釔鋁石榴石（Nd:YAG）；摻釹礬酸釔（Nd:YVO4）和摻鈦藍(lán)寶石（Ti:Al2O3）。我們來說明下：
1.Nd:YAG
摻釹釔鋁石榴石激光晶體具有光學(xué)均勻性好、機(jī)械性能好、物化穩(wěn)定性高、熱導(dǎo)性好等優(yōu)點(diǎn)，是迄今為止重要，也是成熟、主流的激光晶體材料?？梢哉f，摻釹釔鋁石榴石的出現(xiàn)使得固體激光器得到了真正的發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
2.Nd:YVO4
摻釹釩酸釔晶體是一種性能優(yōu)良的激光晶體，適于制造激光二極管泵浦特別是中低功率的激光器。與摻釹釔鋁石榴石相比，摻釹釩酸釔對泵浦光有較高的吸收系數(shù)和更大的受激發(fā)射截面。激光二極管泵浦的摻釹釩酸釔晶體與LBO，BBO，KTP等高非線性系數(shù)的晶體配合使用，能夠達(dá)到較好的倍頻轉(zhuǎn)換效率，可以制成輸出近紅外、綠色、藍(lán)色到紫外線等類型的全固態(tài)激光器。
3.Ti:Al2O3
上世紀(jì)七八十年代，超快激光主要是采用被動鎖模的染料激光器，可以產(chǎn)生亞ps級的短脈沖激光。80年代末期，研究人員發(fā)現(xiàn)了可調(diào)諧范圍為660-1100nm的鈦寶石（Ti:Al2O3），其帶寬非常有利于實(shí)現(xiàn)fs激光脈沖，而且具有受激發(fā)射截面大、激光損傷閾值高等優(yōu)點(diǎn)。
21世紀(jì)初，研究人員采用Kerr透鏡被動鎖模，獲得了平均功率為100mW，脈寬為5，V6fs的激光脈沖，并且*實(shí)現(xiàn)了fs脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)下的波長寬帶（400nm）調(diào)諧。從此之后鈦寶石激光器基本上取代了染料激光器在超短脈沖激光領(lǐng)域中的位置，成為了主要的超短脈沖激光振蕩源。
