激光晶体的应用现状和发展

2011-03-10 09:28

　　 1）高平均功率密度激光棒（晶体棒）

　　目前用于工业加工的激光器主要是CO2激光器和Nd：YAG激光器，由于采用了高功率的半导体激光器作为泵浦源，在结构上采用多棒串接组合系统，以及发展了板条激光器和筒形激光器等新结构系统，使得Nd：YAG激光器输出达到千瓦级高平均功率密度。

　　在石榴石基质上已发展了优质大尺寸的钇镓石榴石 Nd:Gd3Ga5O12(Nd:GGG)，它比YAG易于生长并较适于激光二极管泵浦。

　　2）可调谐激光棒（晶体棒）

　　可调谐激光晶体借助过渡金属离子d-d 跃迁易受晶格场影响的特点而使其激光波长在一定范围内可以调谐。

　　Cr3+:LiCaAlF6 和 Cr3+:LiSrAlF6是目前最好的掺 Cr3+ 的可调谐激光晶体，调谐范围为0.78~1.01um 。这两种晶体前者力学性能好，后者激光性能好。Cr3+ :MgSiO4是荧光宽度最宽（680~1400 um）的可调谐晶体。

掺过渡金属离子的可调谐激光器

Ti3+：Al2O3、BeAl2O4 ；

Cr3+：Cr3+: BeAl2O4、Be3Al2Si6O18、KZnF3、ZnWO4、 Y3Ga5O12、 Gd3Ga5O12、Gd3Sc2Al2O12、Y2Sc2Ga3O12、Gd3Sc2Ga3O12、La3Lu2Ga3O12 ；

CO2+：MgF2、KMgF3、KZnF3、ZnF3 ；

Ni2+：MgO、CaY2Mg2GeO12、KMgF3、MgF2、MnF2。

　　3）新波长激光棒（晶体棒）

　　波长在2~3 um 的中红外晶体，如Er1.5Y1.5Al5O12 (2.94um)，由于此波长对水的吸收系数为1（对比1.06 um只有10-4），因此3um 激光器在医学上有广泛应用。

　　4）半导体激光器和小型激光器用激光晶体

　　半导体超晶格，量子阱材料在光电子技术中的一个重要应用就是制作半导体量子阱激光器（QWLD）。QWLD因具有效率高（60%），体积小，可靠和优廉等优点而获得广泛应用。20世纪80年代以来发展很快，商用QLWD已覆盖630~2000 nm波段。

　　半导体激光晶体：AlGaAs、InGaAiP、InGaAs、InGaAs、InGaAsP、InGaAsP。

　　5）混合无序结构氟化物激光棒（晶体棒）

　　5NaF˙9YF3、CaF2-SrF2、CaF2-YF3、Ca2Y3F13、CaF2-LaF3、CaF2-CeO2、CaF2-CeO2、CaF2-GdF3、CaF2-ErF3、SrF2-YF3、Sr2Y5F15、SrF2-LaF3、SrF2-GdF3、SrF2-Luf3 。

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