固体激光材料

固体激光材料
自1958年肖洛(A. Schalow)和汤斯(C. Townes)首先描述光频下产生激光作用条件的论文,到1960年美国物理学家梅曼(Maiman)研制成功世界上第一台以红宝石(Cr:Al2O3)为工作物质的固体激光器,宣告了激光器的诞生。随后,各种类型的激光器,如气体激光器、半导体激光器、光纤激光器等相继问世,极大地推动了激光科学和技术的蓬勃发展。进入20世纪80年代后期,随着半导体激光器等技术的重大突破,使半导体激光器泵浦的固体激光器(LDPSSL、DPL)取得了重大进展。这是一种结构紧凑、效率高、寿命长、光束质量高的新型激光器件,在空间通信、材料加工、医疗、光纤通信、光纤特性检测、光学图像处理、激光打印、大气研究、军事和国防等领域有着广泛的应用,且已成为目前固体激光器的主要研究与发展方向。

国际环境

固体激光材料是固体激光器的核心。激光材料有时也包括透明窗口的红外晶体,它们是气体激光器和化学激光器的关键材料。特别在发展强激光时,固体激光材料有明显的军用背景,所以这些材料的研究和制造带有垄断性。特别在美、苏两个超级大国争霸时,竞争激烈。所以,激光材料的原创性的研究工作主要在美国和苏联,特别与强激光有关的材料制造如激光玻璃,基本上控制在美国和苏联的政府部门。历年来美国的大尺寸、高质量的掺[]激光玻璃是由H本保谷(Hoya)玻璃公司和德国肖特(Schott)玻璃公司制造和供货的.但是它们的开发和生产部分皆在美国,由美国能源部控制,至今对中国还是实行禁运的。保谷和肖特公司分别位于日本东京和德国梅茨(Mainz)的总部和研究室。苏联的激光玻璃研究、开发和生产都在苏联国家光学研究所控制下,一般不接待外宾。

主要特性

固体激光材料由基质材料和激活离子两部分组成,其中基质材料决定了工作物质的各种物理化学性质,而激活离子主要决定了工作物质的光谱性质。因此,对固体激光材料的要求主要归结为以下几点: