激光材料的发展

激光材料的发展

激光是本世纪的重大发明之一，自1960年用红宝石作工作物质首次振荡出了激光之后，在激光的基础理论、激光的应用、激光材料和器件的研究等各个方面都有了迅速发展。激光是利用受激辐射原理，在谐振腔内振荡出的一种特殊光。它同普通光相比，具有良好的单色性、相干性和髙亮度的特点。

用于产生激光的材料叫做激光工作物质，有固体、气体和液体三种。固体的激光工作物质有无机非金属的单晶和玻璃。

固体激光材料，是由激活离子和收容激活离子的基质物质构成的。激光和激光用光泵的波长，主要是由激活离子的种类决定的。对激光材料应具备最基本的性能是，由光泵激发后要实现粒子反转状态，即处于髙能级的原子(分子)数多于低能级的状态，使受激辐射商过受激吸收，以形成激光输出。在受激发和输出激光过程中，材料还要保持稳定状态，具体的说要满足下列要求：①激活离子与基质要匹配适当振荡出激光；②振荡出的激光波长是透明的；③光学质量要均匀；④机械性质要好，热导率要大，不致由激光引起热损伤;⑤对强激光具有抗光性，不会发生光损伤。其中，①②两点是由物质的化学组成、结构等因素决定的；③点主要是取决制造的工艺④⑤两点可从调整材料的化学成分与微跫掺杂的加入量和改善器件的结构上设法解决。

人们比较早研制出的固体激光工作物质虽有上百种之多，但有实际使用价值的主要有:红宝石、掺钕钇铝石榴石、掺钕铝酸钇和钕玻璃四种。这些工作物质，都可制成在常温下工作的固体激光器，可以做脉冲、调Q、连续和选模方式工作。