掺镱激光晶体主要特征介绍

镱(Yb)是一种属于稀土金属族的化学元素。在激光技术中，它以三价离子Yb3+的形式发挥着重要作用，它被用作各种基质材料(包括YAG，YAP，钨酸盐(如KGW， KYW，KLuW)，YVO4，硼酸盐(BOYS，GdCOB)，磷灰石(SYS)，三氧二某化合物(Y2O3，Sc2O3) )中的激光活性掺杂剂，也经常用于活性光纤中。它通常用于各种类型的高功率激光器和波长可调固态激光器。

掺镱激光晶体和玻璃具有许多有趣的特性，这些特性与掺钕激光增益介质的特性不同：

它们具有非常简单的电子能级结构，只有一个激发态流形(2F5/2)从基态流形(2F7/2)接近近红外或可见光子。泵浦和放大涉及基态和激发态的不同子能级之间的转换(见图1)。子能级在真空中是能量简并的，但这种简并被晶格中的电场消除;

　　量子缺陷总是很小，可能允许激光器的非常高的功率效率并减少高功率激光器中的热效应(例如热透镜效应)。然而，显着的准三能级行为可能会引起并发症，这是小量子缺陷的必然结果;

简单的电子结构排除了激发态吸收以及各种有害的猝灭过程;

与掺钕晶体相比，激光跃迁的增益带宽通常相当大。这允许宽波长调谐范围或在锁模激光器中产生超短脉冲;

高能态寿命相对较长(通常约为1-2ms)，这有利于Q开关和脉冲放大器。然而，它也意味着明显低于掺钕增益介质的跃迁横截面，这在各种情况下是有害的。