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激光晶體所用的激活離子主要為過渡族金屬離子和三價稀土離子。過渡族金屬離子的光學電子是處于外層的3d電子，在晶體中這種光學電子易受到周圍晶場的直接作用，所以在不同結構類型的晶體中，其光譜特性有很大差異。三價稀土離子的4f電子受到5s和5p外層電子的屏蔽作用，使晶場對其作用減弱，但晶場的微擾作用使本來禁戒的4f電子躍遷成為可能，產生窄帶的吸收和熒光譜線。所以三價稀土離子在不同晶體中的光譜不像過渡族金屬離子變化那么大。 Φ3*110 Φ4*120 Φ5*120 Φ6*110 Φ7*120 Φ8*130 Φ3*120 Φ4*125 Φ5*125 Φ6*120 Φ7*125 Φ8*135 Φ3*125 Φ4*130 Φ5*130 Φ6*125 Φ7*130 Φ8*145 Φ3*130 Φ4*135 Φ5*135 Φ6*130 Φ7*135 Φ8*150 Φ3*135 Φ4*140 Φ5*140 Φ6*135 Φ7*145 Φ8*155 Φ3*140 Φ4*145 Φ5*145 Φ6*145 Φ7*155 Φ8*165 Φ7*165 Φ8*185 Φ7*185 Φ8*215
激光晶體所用的基質晶體主要有氧化物和氟化物。作為基質晶體除要求其物理化學性能穩定，易生長出光學均勻性好的大尺寸晶體，且價格便宜，但要考慮它與激活離子間的適應性，如基質陽離子與激活離子的半徑、電負性和價態應盡可能接近。此外，還要考慮基質晶場對激活離子光譜的影響。對于某些具有特殊功能的基質晶體，摻入激活離子后能直接產生具有某種特性的激光，如在某些非線性晶體中，激活離子產生激光后通過基質晶體能直接轉換成諧波輸出。
