激光的单色性、相干性、方向性和高亮度使得它能够广泛应用于工业、军事、医学、通信、科学研究等各个领域，并带动了一些新兴学科的形成和发展。1960年世界第1一台红宝石固态激光器的问世给古老的光学带来了新的生机活力。固体激光器具有可获得大功率激光和实现全固态化等优势。晶体的优点表现在热导率高、荧光谱线窄、硬度比较大等，因而在固体激光器中应用广泛。

激光晶体及其分类

激光晶体是可将外界提供的能量通过光学谐振腔转化为在空间和时间上相干的、具有高度平行性和单色性激光的晶体材料。激光晶体由发光中心和基质晶体两部分组成。大部分激光晶体的发光中心由激1活离子构成，激1活离子部分取代基质晶体中的阳离子形成掺杂型激光晶体。

激光晶体种类繁多，目前已知的激光晶体有三百多种，大致可分为：激光基质晶体、非线性光学晶体和电光晶体三类。激光晶体按其性能又可以分为：高功率激光晶体（Nd : YAG）、中小功率激光晶体（Nd：YVO4）、超快激光晶体、可见光激光晶体（Nd：YLF）、中红外激光晶体。

(a)为几种常见掺Yb3+激 光晶体的发射截面se和最1小抽运功率Imin，尽管Yb3+的能级结构十分简单，但由于基质晶体的不同导致配位场的不同和Yb3+所处的格位不同，从而使Yb3+在不同的激光基质晶体中的光谱和激光性能存在着很大的差异。鉴于此，激光晶体棒，法国的Boulon小组[33~36]提出了一种评估Yb3+激光晶体的准三能级激光模型。该模型涉及到高斯波，并且考虑到抽运饱和(Yb3+的2F5/2能级寿命长，可以高达2.5ms，粒子得以堆积)、抽运波长处的受激发射、抽运束腰和激光束腰沿传播方向的变化以及激光强度沿传播方向的变化。评估激光晶体的两个因素分别为放大器(小信号增益)和振荡器(输出产率)，承德激光晶体，其中小信号增益可由模型计算所得，输出产率由Pout/Ppump计算所得。图3(b)为几种激光晶体的小信号增益和输出产率，从图中可以看出在振荡器中，激光晶体分类，Yb:GSO、Yb:KGW、Yb:KYW和Yb:Sc2O3具有最1高的激光输出潜力。

Yb:GSO晶体的激光性能： 2005年5月，首1次实现LD抽运 1090nm激光输出(Pth=190mW，Pout=360mW，h=20%)阈值：1.27 kW/cm2，小于Yb:YAG晶体的理论值(2.8kW/cm2 )。并先后实现连续、调谐、调Q、锁模激光输出[28，非线性激光晶体，39~44]，最1近又在Yb:GSO晶体中获得低阈值、宽调谐超快激光输出[39~40]：974nmLD抽运，波长为1092.5nm， 是迄今为止实现激光输出中心波长最1长的掺镱激光材料，阈值仅为77mW，斜率效率高达 86%；获得97nm的宽调谐输出；并初步实现了连续锁模639fs激光脉冲输出。进一步的激光性能研究工作正在进行之中。最1近，又发现Yb:LYSO、Yb:GYSO等混晶体改善了单晶的生长特性和光谱、激光性能[45~47]。初步的激光实验探索验证了Yb:LYSO混晶比文献报道的Yb:LSO和Yb: YSO单晶具有更宽的调谐特性，获得了从1030~1111.1nm的平滑宽 调谐激光输出，调谐带宽为81.1nm。甚至在Yb:LYSO混晶中实现了斜率效率高于90%的激光 输出。

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