激光是一种很不可思议的物质，是人类时隔原子能、计算机和半导体之后人类的又一最出色找到。　　人们都告诉，激光亮度极高，可以超过太阳亮度的10亿倍甚至更高；激光洁净无比，单色性极佳；激光具备无比的光束性（直线传播）；而且，激光的能量强劲，瞬间愈演愈烈的能量，即使最柔软的物体也需要被击穿、熔融。

因此，激光在生产、生活和科研中的应用于十分普遍，是人们探寻大自然的强兵利器。　　产生激光的设备称作激光器。激光器按照工作物质，可分成气体激光器、液体激光器、液体激光器和半导体激光器。

按工作方式分成倒数、脉冲式及超强脉冲激光器。少见激光器有氦氖激光器、二氧化碳激光器、红宝石激光器、钕玻璃激光器等,右图是液体激光器的工作原理示意图。　　晶体材料在激光器中的应用于是十分普遍的，在激光器中所用的晶体是激光晶体（lasercrystal），它是一种可将外界获取的能量通过光学谐振腔转化成为在空间和时间上相干性的具备高度平行性和单色性激光的晶体材料，是晶体激光器的工作物质。例如20世纪60年代问世的第一台激光器用的就是红宝石（Cr:Al2O3）晶体。

　　到了20世纪70年代掺入钕钇铝石榴石（Nd:YAG）晶体问世使得液体激光开始大力发展；20世纪80年代掺入钛蓝宝石(Ti:Al2O3)晶体的经常出现使非同、超快和极强激光沦为有可能，并使得飞秒激光科学技术蓬勃发展并渗透到各种基础和应用于学科领域；20世纪90年代研制的掺入钕矾酸钇(Nd:YVO4)晶体使液体激光器的发展转入新时期全固态激光科学技术。右图就是类似设计的激光器，中间部分是激光晶体。　　在当前的各种激光器中，全固态激光器是最有前途的激光器。而激光晶体就是全固态工作的核心部件。

　　在微观结构上看激光晶体由闪烁中心和基质晶体两部分构成。大部分激光晶体的闪烁中心由转录离子包含，转录离子部分代替基质晶体中的阳离子构成掺入型激光晶体。转录离子沦为基质晶体组分的一部分时，则包含自转录激光晶体。　　激光晶体所用的转录离子主要为过渡性族金属离子和三价稀土离子。

过渡性族金属离子的光学电子是正处于外层的3d电子，在晶体中这种光学电子不易受到周围晶场的必要起到，所以在有所不同结构类型的晶体中，其光谱特性有相当大差异。三价稀土离子的4f电子受到5s和5p外层电子的屏蔽起到，使晶场对其起到弱化，但晶场的微扰起到使本来禁戒的4f电子光子沦为有可能，产生窄带的吸取和荧光谱线。所以三价稀土离子在有所不同晶体中的光谱不像过渡性族金属离子变化那么大。

　　激光晶体所用的基质晶体主要有氧化物和氟化物。作为基质晶体除拒绝其物理化学性能平稳，不易生长出有光学均匀分布性好的大尺寸晶体，且价格便宜，但要考虑到它与转录离子间的适应性，如基质阳离子与转录离子的半径、电负性和价态不应尽量相似。此外，还要考虑到基质晶场对转录离子光谱的影响。对于某些具备类似功能的基质晶体，含有转录离子后能必要产生具备某种特性的激光，如在某些非线性晶体中，转录离子产生激光后通过基质晶体能必要转换成谐波输入。

　　转入新世纪，激光和激光科学技术于是以以其强劲的生命力推展着光电子技术和产业的发展，激光材料也在单晶、玻璃、光纤、陶瓷等四方面全方位快速增长进行，如微-纳米级晶界、完整性好、制作工艺非常简单的多晶激光陶瓷和结构紧凑、风扇好、成本低的激光光纤，正在向占有激光晶体首席地位约40年之久的Nd:YAG收到强有力的挑战，因此，如何提升激光晶体的质量，生产效率，如何优化晶体的生长工艺，早已沦为了全世界研究的热门话题。

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