②三价稀土离子 最常用的是Nd+,还有Pr3+、Smt、Eu3+、Dy3+、 Ho3计、Er3、Tm3+和Yb3等,它们均属于镧系稀土元素。 特,点:4f电子受5s和5p外壳层电子的屏蔽,使得周 围晶体场对4f电子的作用减弱。因此,对一般光泵的吸 收效率较低,通常采用敏化技术和提高掺杂浓度等方式 提高效率
②三价稀土离子 最常用的是Nd3+ ,还有Pr3+ 、Sm3+ 、Eu3+ 、Dy3+ 、 Ho3+ 、Er3+ 、Tm3+和Yb3+等,它们均属于镧系稀土元素。 特点:4f电子受5s和5p外壳层电子的屏蔽,使得周 围晶体场对4f电子的作用减弱。因此,对一般光泵的吸 收效率较低,通常采用敏化技术和提高掺杂浓度等方式 提高效率
③二价稀土离子 典型的有Sm2+、Tm2+、Er2+和Dy2+等。 特点:4f电子比三价稀土离子多一个,使5d态的能 量降低,4f-5d跃迁的吸收带处于可见光区,有利于泵浦 光的吸收。但不大稳定,会使激光输出特性变差。 ④锕系离子 大部分是人工放射性元素,不易制备,而且放射性 处理复杂,因而应用较困难,目前也仅有U3+离子在CaF 中得到应用
③二价稀土离子 典型的有Sm2+ 、Tm2+ 、Er2+和Dy2+等。 特点:4f电子比三价稀土离子多一个,使5d态的能 量降低,4f-5d跃迁的吸收带处于可见光区,有利于泵浦 光的吸收。但不大稳定,会使激光输出特性变差。 ④锕系离子 大部分是人工放射性元素,不易制备,而且放射性 处理复杂,因而应用较困难,目前也仅有U3+离子在CaF2 中得到应用
2)基质晶体 一般是单晶体,由熔体中定向结晶出来。制备单晶 要求工艺水平很高,特别是加入和控制掺杂离子的浓度 难度很大。这些晶体都是一些“宝石”。 (a)Nd YAG (Y3AlO2) (b)KTP(KTiOPO) (e)CLBO (CsLiB O1) 图4.2一些激光晶体
2) 基质晶体 一般是单晶体,由熔体中定向结晶出来。制备单晶 要求工艺水平很高,特别是加入和控制掺杂离子的浓度 难度很大。这些晶体都是一些“宝石” 。 图4.2 一些激光晶体
①氟化物晶体 具有萤石(CaF,)的立方形晶体结构,作为激光晶体 需掺入二价稀土离子(如Tm+)、三价稀土离子(如Nd+、 Sm3+、Dy计、Tm+等)或钥系离子U+。 具有熔点较低,易于生长单晶等优,点。但需要在低 温下才能工作,现在较少应用
①氟化物晶体 具有萤石(CaF2 )的立方形晶体结构,作为激光晶体 需掺入二价稀土离子(如Tm2+)、三价稀土离子(如Nd3+ 、 Sm3+ 、Dy3+ 、Tm3+等)或锕系离子U3+ 。 具有熔点较低,易于生长单晶等优点。但需要在低 温下才能工作,现在较少应用
②含氧金属酸化物晶体 氧金属酸化物晶体(阴离子络合物)主要有CaWO4 CaMoO4 LiNbO4、Ca(PO4)F等,以三价稀土离子为激 活离子,掺杂时需要考虑电荷补偿问题。 Nd+:CaWO4是这类晶体中最早实现室温下受激发 射的激光晶体。由于Nd+离子在工作温度下,激光终态 几乎没有被粒子填充,因而产生激光的阀值极低,并能 实现连续运转
②含氧金属酸化物晶体 氧金属酸化物晶体(阴离子络合物)主要有CaWO4、 CaMoO4、LiNbO4、Ca(PO4 ) 3F等,以三价稀土离子为激 活离子,掺杂时需要考虑电荷补偿问题。 Nd3+:CaWO4是这类晶体中最早实现室温下受激发 射的激光晶体。由于Nd3+离子在工作温度下,激光终态 几乎没有被粒子填充,因而产生激光的阀值极低,并能 实现连续运转