。激光工作物质对泵浦光源能量的吸收,及其所能提供的激光输出波长主要取决于激活离子的吸收光谱带和振荡能级。已有的激活离子可归纳为以下四类:(1).过渡金属离子:表1.1过渡族金属激活离子离子Cr3+Ni2+C02+3d壳层电子数387离子半径(埃)0.64O.780.82过渡离子的3d壳层没有外层电子的屏蔽,直接受基质晶体场的影响,因此其能级分布和性质在不同的基质材料中表现显著不同。同时,相邻激活离子间的相互耦合作用及温度的影响也很明显。(2).三价稀土离子这类离子的未满壳层(4f)电子为内层电子,受到5s和5p层电子的屏蔽,所以晶体场对4f电子的作用要比对过渡金属离子的作用小得多,因此此类离子在不同基质中的光谱变化不大。在晶体中的4f电子能级只分裂成许多密集的能级分布在自由离子能级。(3).二价稀土离子二价稀土离子的4f壳层比相应的三价离子多一个电子,使5d态能量降低,d到f跃迁能差较小,吸收带多处于可见光区域,有利于泵浦吸收。由于二价稀土离子不太稳定,在受到高能辐射时容易变价或产生色心,使激光输出性能变差。第一章绪论(4).锕系离子这些离子大多是人工放射性元素,不易制备,研究较少。表1-2三价稀土激活离子1.3激光晶体BaY2F8在军事上的应用随着经济的发展和技术的进步,世界各国对于新型激光器在军事和国防上的应用提出了新的要求,传统的固体激光材料已经不能满足这些需求,必须开展适应于军事需求的新激光晶体的研究。这些军事需求主要表现在以下方面。1.3.1激光对潜通信和水下探测如图1.1所示,海水在0.47~0.58/am波段内存在一个类似于大气中存在的透光窗口,海水对位于这个窗口的蓝绿光的衰减比对其他波段的光波的衰减要小很多,对于纯海水(深海水)来说,则是波长越短衰减越小。虽然Nd:YAG激光(1.06um)的二倍频(0.53/am)的技术已经相当成熟,但是开发波长更短的新6
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