激光晶体的应用和种类

激光晶体 =基质晶体 + 激活离子，受泵浦激发产生受激辐射，分固体增益晶体、非线性变频晶体、磁光 / 电光调制晶体三大类（行业通用划分），前两类是激光核心。

一、增益激光晶体（产生激光，激光工作物质）

1. 稀土掺杂氧化物晶体（主流固体激光器）

（1）YAG 系列（Y₃Al₅O₁₂钇铝石榴石，工业用量最大）

1. Nd:YAG

·发射：1064nm 近红外，倍频 532nm 绿光、三倍频 355nm 紫外

·特点：机械硬、导热好、高损伤阈值、常温稳定

·应用：脉冲打标机、点焊、测距仪、科研泵浦源、医疗激光、YAG 切割机

0. Yb:YAG

·1030nm，LD 泵浦碟片激光器、高功率薄片激光、工业超快种子源

0. Er:YAG 2940nm：水强吸收，牙科、医美祛皱、微创医疗激光

（2）YVO₄ 钒酸钇

Nd:YVO₄

·1064nm，吸收带宽宽、泵浦效率＞Nd:YAG

·应用：小功率端面泵浦打标、光纤耦合激光器、微型固体激光

（3）GGG/GdGG 钆镓石榴石

Nd:GGG、Yb:GGG，大尺寸毛坯易生长，高功率热容激光器、高能脉冲激光

（4）氧化铝（蓝宝石 Al₂O₃）

Ti:Sapphire（Ti:Al₂O₃钛宝石）

·可调谐：650～1100nm，飞秒 / 皮秒超快激光标杆

·应用：飞秒科研、超短脉冲光源、精密光谱、超快泵浦探测

2. 钨酸盐、钼酸盐晶体（LD 泵浦全固态小型激光）

Nd:KGW、Nd:KYW、Yb:KYW

·1030/1067nm，偏振发射，窄脉宽

·用途：微型脉冲激光、被动调 Q 激光器、科研小光源

3. 氟化物晶体（中红外、深紫外、低温激光）

YLF (LiYF₄氟化钇锂)：Nd:YLF 1047/1053nm，热畸变小，高重频脉冲、电光调 Q 激光器；

Er:YLF、Ho:YLF：2μm 中红外激光（激光雷达、医疗）；

CaF₂:Yb 深紫外特种低温激光。

4. 掺铬可调谐晶体

Cr:LiSAF、Cr:Forsterite，近红外宽调谐，小型可调光源。

二、非线性变频晶体（不产生激光，倍频 / 和频 / 光参量，波长转换）

1. 可见光 / 近红外常用

1. KDP/DKDP：KD₂PO₄，1064→532/355，大口径、高损伤，大功率纳秒激光倍频、电光调 Q 普克尔盒

2. LBO 三硼酸锂：1064 倍频 532，低走离、高透光，全固态绿光 / 紫外工业激光首选

3. BBO 偏硼酸钡：深紫外～近红外，可四倍频 266nm，OPO 光参量振荡、超快变频

4. CLBO：深紫外 193/266nm，DUV 光刻、紫外固体激光

不同非线性晶体对定向、抛光、镀膜工艺要求差异明显，呈欣光电可根据激光波段匹配对应晶体精加工方案。

2. 中红外非线性

AgGaS₂、ZnGeP₂：2～12μm 中远红外 OPO，红外对抗、气体检测

三、功能晶体（调制 / 旋光 / 隔离，光路无源器件）

1. 电光晶体（调 Q、电光偏转、高速开关）

LN 铌酸锂、RTP、KTP、DKDP：电光调 Q 开关、高速偏振调制。

2. 磁光晶体（法拉第旋转，光隔离器）

TGG、TSAG：1064/1550nm 光隔离器、偏振旋转器。

3. 旋光晶体

α- 石英：固定角度偏振旋转器（45°/90° 旋光片）。

四、按输出波长划分应用场景

1. 1064nm（Nd:YAG/Nd:YVO₄）

激光打标、金属雕刻、点焊、激光清洗、珠宝打孔、锂电焊接。

2. 532nm 绿光（1064+LBO/BBO 倍频）

绿光打标、玉石雕刻、视网膜医疗、科研泵浦。

3. 355nm 紫外（三倍频）

PCB 打码、玻璃钻孔、晶圆微加工、塑料冷加工。

4. 700~900nm 可调（Ti:Sapphire）

飞秒激光、科研光谱、超快光学、双光子显微。

5. 2μm（Ho/Er 掺杂晶体）

激光雷达、测距、医美微创手术、环境气体探测。

6. 266/193nm 深紫外（CLBO/BBO）

科研 DUV、光刻光源、精密微切割。

五、选型总结

1. 工业量产打标：Nd:YVO₄＞Nd:YAG

2. 大功率脉冲 / 车载激光：Nd:YAG、Nd:GGG

3. 绿光紫外全固态：LBO、BBO 变频搭配 Nd 晶体

4. 飞秒超快：Ti:Sapphire 钛宝石

5. 中红外科研：氟化物 + 红外非线性晶体