激光玻璃的基本要求及其與光學(xué)玻璃的區(qū)別介紹

　　激光玻璃與激光晶體相比起主要優(yōu)勢(shì)在于：

　?。?）易于制備。應(yīng)用制備光學(xué)玻璃的工藝技術(shù)并加以改進(jìn)，可以獲得高度透明而光學(xué) 均勻的玻璃，較容易制得大尺寸的工作物底材料成本低，大體積和含有高密度的激活粒子數(shù)是用于高功率和高能激光器的重要有利條件。

　?。?）基質(zhì)玻璃易于改變?；|(zhì)玻璃的成份和性質(zhì)變動(dòng)范圍大，加入的激活劑的種類和數(shù)量也不太受限制，因此較容易發(fā)展成具有各種特色的激光玻璃品種系列。

　　（3）容易成型加工。利用光學(xué)玻璃熱成型和冷加工的工藝，激光玻璃易于直接成型為各種形狀，如棒、片、絲等和研密成高精度的光學(xué)面，以適應(yīng)多種器件結(jié)構(gòu)發(fā)展的需要。

　　（4）基于玻璃結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，即近程有序和遠(yuǎn)程無(wú)序，玻璃中結(jié)構(gòu)缺陷對(duì)破璃性質(zhì)的影響小并且易于消除，所以容易獲得各向同性、大體積上性質(zhì)均勻一致的工作物質(zhì)。釹玻璃由于能在室溫產(chǎn)生激光，溫度淬滅效應(yīng)小，光泵吸收效串和發(fā)光的量子效率高目前是最主要的激光玻璃。

　　激光玻璃由基質(zhì)玻璃和激活離子兩部分組成。激光玻璃各種物理化學(xué)性質(zhì)主要由基質(zhì)玻璃決定，而它的光譜性質(zhì)則主要由激活離子決定。但是基質(zhì)玻璃與激活離子彼此間互相作用，所以激活離子對(duì)激光玻璃的物理化學(xué)性質(zhì)有一定的影響，而基質(zhì)玻璃對(duì)它的光譜性質(zhì)的影響有時(shí)還是相當(dāng)重要的。作為激光玻璃的基質(zhì)玻璃，目前大多采用光學(xué)玻璃，然而并不是任何一種光學(xué)玻璃接入任何一種激活離子都適合作激光玻璃。

　　激光玻璃必需滿足那些基本要求呢？概括起來(lái)有以下幾點(diǎn)：

　?。?）激活離子的發(fā)光機(jī)構(gòu)中必需有亞穩(wěn)態(tài)，形成三能級(jí)或四能縱機(jī)構(gòu)；并要求亞穩(wěn)態(tài)有較長(zhǎng)壽命，使粒子數(shù)易于積累達(dá)到反轉(zhuǎn)。為使激光玻璃有較高的效率和低的振蕩值，從能級(jí)機(jī)構(gòu)來(lái)講，四能級(jí)優(yōu)于三能級(jí)。而當(dāng)終態(tài)能級(jí)與基態(tài) 能級(jí)之間能量間隔大于1000厘米-1時(shí)，在室溫下終態(tài)能級(jí)幾乎是空因此，在室溫下泵浦也易于產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。目前已在玻璃中產(chǎn)生激光的各種激活離子，以Nd3+離子最佳，其為四能級(jí)機(jī)構(gòu)，激光躍遷的終態(tài)與基態(tài)能級(jí)的間距約為1950厘米。