定义
掺杂有过渡金属离子的激光增益介质。
许多固态激光增益介质掺杂着过渡金属离子。它们具有涉及3d壳层电子的光学跃迁。表1概述了最常见的过渡金属离子及其宿主介质。
| 离子 | 通用主机介质 | 典型发射波长 |
|---|---|---|
| 钛(Ti3+) | 蓝宝石 | 0.65–1.1 μm |
| 二价铬(Cr2+) | 硫族化锌，如锌、锌化锌和ZnSxSe1−x | 1.9–3.4 μm |
| 三价铬(Cr3+) | 红宝石（Al2O3 ），亚历山大变石（BeAl2O4 )；LiSAF, LiCAF, LiSAF 类似的氟化物 | 0.7–0.9 μm |
| 四价铬(Cr4+) | YAG, MgSiO4 （苞青石）和其他硅酸盐 | 1.1–1.65 μm |
| 二价铁(Fe2+) | ZnSe, ZnS, CdSe | 4–5 μm |
表 1：常见的过渡金属离子和宿主介质。
激光器中更奇特的离子是钴（Co2+） 和镍 （镍2+).
过渡金属离子的一个共同性质是相应的吸收和激光跃迁具有非常宽的带宽，特别是导致非常大的增益带宽。这是由于电子跃迁与声子（→振动激光器）的强烈相互作用造成的，这是一种均匀的展宽。然而，过渡截面可以相当高 - 与具有更小过渡带宽的稀土掺杂激光增益介质的过渡横截面相同。
激光活性过渡金属离子基本上总是用于晶体而不是玻璃作为主体介质，因为晶体提供更高的导热性，并且玻璃的额外不均匀展宽几乎没有用处。
基于过渡金属掺杂增益介质的最重要激光器是钛蓝宝石激光器和基于铬掺杂激光增益介质的各种激光器，例如Cr4+:YAG 或Cr3+:LiSAF 。不太常见的是基介质的激光器 Co2+:MgF2, Co2+:ZnF2和 Ni2+:MgF2 。它们特别用于模式锁定激光器，产生超短脉冲，以及广泛可调的激光器。
参考文献
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