定义
基于固态增益介质（通常是离子掺杂晶体或玻璃）的激光器。
固态激光器是基于固态增益介质（如掺杂稀土或过渡金属离子的晶体或玻璃）的激光器。半导体激光器也是固态激光器，但它们并不总是与该术语有关。
离子掺杂固态激光器（有时也称为掺杂绝缘体激光器）可以以体激光器、光纤激光器或其他类型的波导激光器的形式制成。
固态激光器可以产生几毫瓦到（在高功率版本中）几千瓦之间的输出功率。
第一个固态激光器 - 实际上是所有激光器中的第一个 - 是脉冲红宝石激光器，由Maiman在1960年展示[1]。 然而，后来，其他固态增益介质因其卓越的性能而成为首选。 红宝石的一个主要问题是它明显的三级性质。
光泵浦
许多固态激光器是用闪光灯或弧光灯进行光学泵浦的。 这种泵源相对便宜，可以提供非常高的功率。 然而，它们会导致相当低的功率效率、适中的使用寿命和强烈的热效应，例如增益介质中的热透镜。
激光二极管现在最常用于泵浦固态激光器。 这种二极管泵浦固态激光器（DPSS激光器，也称为全固态激光器）具有许多优点，特别是紧凑的设置，长寿命和通常非常好的光束质量。
储能
稀土或过渡金属掺杂晶体或玻璃的激光跃迁通常是弱允许跃迁的，即振荡器强度非常低的跃迁，这导致较长的上态寿命，从而产生良好的能量存储，具有上态寿命 微秒到毫秒。 例如，以10 W功率泵浦且上态寿命为1 ms的激光晶体可以存储10 mJ量级的能量。
图1：固态体激光器的典型设置，将泵浦光（蓝色）转换为激光（红色）：端泵浦（顶部）和侧泵浦（底部）版本。
虽然能量存储有利于纳秒脉冲的产生（见下文），但它也可能导致连续波激光器中不必要的尖峰现象，例如当泵浦源打开时。
脉冲产生
较长的上态寿命使固态激光器非常适合Q开关：激光晶体可以轻松存储一定量的能量，当以纳秒光脉冲的形式释放时，会导致峰值功率比可实现的平均功率高出几个数量级。因此，体激光器可以轻松实现毫焦耳脉冲能量和兆瓦峰值功率。
在锁模操作中，固态激光器可以产生持续时间以皮秒或飞秒为单位的超短脉冲（最小：≈ 5 fs，使用钛：蓝宝石激光器实现）。 一些被动锁模固态激光器具有Q开关不稳定的趋势，但通常可以通过适当的措施来抑制这些不稳定。
波长调谐
就波长调谐的潜力而言，不同类型的固态激光器差异很大。 大多数稀土掺杂激光晶体，如Nd：YAG和Nd：YVO4，具有相当小的增益带宽，约为 1 nm 或更小，因此只能在相当有限的范围内进行调谐。 另一方面，使用稀土掺杂玻璃可以实现数十纳米甚至更大的调谐范围，特别是过渡金属掺杂晶体，例如Ti：蓝宝石，Cr：LiSAF和Cr：ZnSe（→振动激光器）。
典型的固态激光器
不同类型的固态激光器的例子有：
- 小型二极管泵浦 Nd：YAG（→ YAG 激光器）或 Nd：YVO4激光器（→钒酸盐激光器）通常以几毫瓦（用于微型设置）和几瓦的输出功率运行。调Q版本产生的脉冲持续时间为几纳秒，微焦耳脉冲能量和数千瓦的峰值功率。 腔内倍频可用于绿色输出。
- 单频操作通常使用单向环形激光器（例如NPROs =非平面环形振荡器）或微芯片激光器实现，允许在较低的千赫兹区域以非常小的线宽进行操作。
- 侧面泵浦或端泵配置（见上文）中的较大激光器具有棒状激光器、板式激光器或薄盘激光器的几何形状，适用于高达几千瓦的输出功率。 特别是薄盘激光器仍然可以提供非常高的光束质量，以及高功率效率。
- 调Q Nd：YAG 激光器仍广泛用于灯泵浦版本。 脉冲泵浦允许高脉冲能量，而平均输出功率通常适中（例如几瓦）。 这种灯泵浦激光器的成本低于具有类似输出功率的二极管泵浦版本。
- 光纤激光器是一种特殊的固态激光器，具有高平均输出功率、高功率效率、高光束质量和宽波长可调性等高潜力。 另请参阅有关光纤激光器与体激光器以及高功率光纤激光器和放大器的文章。
参考文献
[1] T. H. Maiman, “Stimulated optical radiation in ruby”, Nature 187, 493 (1960) (first experimental demonstration of a laser), doi:10.1038/187493a0
[2] R. L. Byer, “Diode laser-pumped solid-state lasers”, Science 239, 742 (1988), doi:10.1126/science.239.4841.742
[3] G. Huber, C. Kränkel, and K. Petermann, “Solid-state lasers: status and future”, J. Opt. Soc. Am. B 27 (11), B93 (2010), doi:10.1364/JOSAB.27.000B93
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[5] W. Koechner, Solid-State Laser Engineering, 6th edn., Springer, Berlin (2006)
[6] A. Sennaroglu (ed.), Solid-State Lasers and Applications, CRC Press, Boca Raton, FL (2007)
[7] R. Paschotta, Field Guide to Lasers, SPIE Press, Bellingham, WA (2007)
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