基质材料

固体基质材料大致可分为晶体和玻璃两类。主体必须具有良好的光学、机械和热性能，才能实际经受激光器恶劣的工作条件。

理想的参量包括硬度、化学惰性、无内部应变和折射率变化、抵御由辐射引起色心的能力以及易于制造。基质与添加离子之间的几种相互作用，限制了能够利用的材料组合的数量。这些限制因素包括尺寸差异、价态、光谱持性等。理想情况下，附加离子的大小和价态应与其所替代的主体离子的大小和价态相匹配。

在选择适合激光离子基质的晶体时，必须考虑以下关键指标：

• 晶体必须具有良好的光学特性，折射率变化会导致光在晶体内不均匀地传播，从而导致光束质量差。
• 晶体必须具有容许高平均功率运行的机械和热特性， 最重要的参量有热导率、硬度和抗裂强度。
• 晶体的晶格位必须能够接收掺杂离子，并且其局部晶体场必须具有对称性和引起期望光谱特性所必需的强度。在一般情况下，位于晶体基质内的离子应该具有长的辐射寿命，截面接近千10^-20cm² 。
• 必须能够在保持高光学质量和高产量的同时，按比例生长掺杂晶体。