作者： 时间：2022-08-18
激光晶体(laser crystals)，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，是晶体激光器的工作物质。激光晶体、玻璃和陶瓷用作固体激光器中的光增益源。这些介质通常掺杂稀土离子（例如钕，镱或铒）或过渡金属离子（钛或铬）。本文详细介绍晶体和非线性晶体的参数定义和物理量，以及激光晶体相关的物理概念和含义。
一、尺寸
生产厂家会根据客户的实际应用将晶体生长、切割、打磨、抛光为不同的形状，比如圆柱形，长方体，立方体以及特殊形状。每个晶体都有其对应的尺寸，客户在选择时要考虑自己的需求。
二、布儒斯特角
布儒斯特角，又称偏振角，自然光经电介质界面反射后，反射光为线偏振光所应满足的条件。首先由英国物理学家D.布鲁斯特于 1815 年发现。自然光在电介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，其振动方向与入射面垂直，此特定角称为布鲁斯特角或起偏角，用θB表示。光以布鲁斯特角入射时，反射光与折射光互相垂直。如图所示：
三、镀膜
镀膜是在晶体表面镀上非常薄的透明薄膜，光学镀膜由氧化物、金属或稀土材料等薄层材料组成。根据不同的需求，会在晶体表面镀增透、高反等膜层。
镀膜AR是减反射，HR是高反射，P是低色散保护膜。
AR是减反射，减反射（AR，anti-reflective），就是减少反射光，通过减少光的反射而增加透过率，所以减反射又叫增透。
HR是高反射，高反射率 (HR) 镀膜用于在反射激光和其他光源时减少损失。反射过程中的吸收和散射会导致通量降低和潜在的激光诱导损伤。
P是低色散保护膜，部分晶体会在晶体两侧端面镀上低色散的保护膜。
四、晶向
晶向是指晶体的一个基本特点是具有方向性，沿晶格的不同方向晶体性质不同。布拉维点阵的格点可以看成分列在一系列相互平行的直线系上，这些直线系称为晶列。同一个格点可以形成方向不同的晶列，每一个晶列定义了一个方向，称为晶向。
晶体的矢量,是用[ ]的是晶列指数；使用( )的是晶面指数，[110] 是晶列指数。
五、晶体的掺杂浓度
掺杂是指多种物质混杂在一起，在化工、材料等领域中，掺杂通常是指为了改善某种材料或物质的性能，有目的在这种材料或基质中，掺入少量其他元素或化合物。掺杂可以使材料、基质产生特定的电学、磁学和光学等性能，从而使其具有特定的价值或用途。
通常，生产晶体的厂家常常会给出晶体的掺杂浓度，这个掺杂浓度一般是以百分比的方式表示。如钛：蓝宝石晶体的掺杂浓度可以为0.1-0.25%。
六、晶体的吸收发射曲线
吸收曲线又名吸收光谱，指处于基态和低激发态的原子或分子吸收具有连续分布的某些波长的光而跃迁到各激发态，形成了按波长排列的暗线或暗带组成的光谱。吸收曲线不同波长光对样品作用不同，吸收强度也不同。
发射光谱是指光源所发出的光谱。令发生连续光谱光源的光通过一种吸收物质，然后再通过光谱仪就得到吸收光谱。吸收光谱以黑色带显示，发射光谱以彩色带显示。如图为钛：蓝宝石晶体的吸收发射曲线：
七、晶体的吸收峰波长
晶体在吸收光谱中吸收度随波长变化的曲线上，对应的最大吸收值的中心波长。如钛：蓝宝石晶体的吸收峰波长为500nm。
八、吸收峰波长处的吸收带宽
吸收带即吸收峰在吸收光谱中的波带位置，波长连续分布的辐射通过物质时，辐射能量被物质吸收的一部分波长范围。如Ho:YLF晶体吸收峰波长处的吸收带宽约为18nm。
九、晶体损伤阈值
激光损伤阀值，表征被激光辐照的介质抗激光损伤能力的重要参量。这里我们所说的损伤阈值，通常是针对膜层的，因为大部分光学元件都是需要镀膜使用的，而膜层的损伤阈值相对于不镀膜的基底材料是要小很多的。
十、激光倍频
激光倍频也称二次谐波（Second Harmonic Generation，SHG），是利用非线性晶体在强激光作用下的二次非线性效应，使频率为ω的激光通过晶体后变为频率为2ω的倍频光，也是首个在实验上被观测到的非线性光学效应。
十一、光参量放大器
光参量放大器(Optical Parametric Amplifiers，OPA) 利用二阶非线性将能量从固定频率的泵浦脉冲传输到可变频率的信号脉冲，并代表了一种在宽范围内调谐其他固定激光系统频率的简单方法。
以上激光晶体和非线性晶体常见参数的名词解释均来源于百科和文献，如有错误，不吝指教。
