YAG晶体性能测试+文献综述(4)
激光跃迁截面（E-20cm2） 28 2.1
激光跃迁线宽（nm） ~0.6 ~6
激光跃迁饱和光通量（J/cm2） 0.6 9.0
激光跃迁饱和光强（kw/cm2） 2.6 9.5
上能级荧光寿命（ms） 0.26 0.97
量子损耗 0.24 0.11
单个激发态热损耗 0.37 ~0.11
（3） Ce :YAG闪烁晶体
铈离子掺杂的高温闪烁晶体是80 年代出现的新型无机闪烁晶体,由于具有较高的光输出和较快的时间衰减常数等优良的闪烁特征,它们在高能物理、核物理、影像核医学、工业在线检测以及安全检查等领域有着广泛的应用前景。除了具有相对较高的光输出(20000Ph/MeV)和较快的时间衰减(88ns/300ns) 外,Ce:YAG闪烁晶体还具有较好的光脉冲区分γ射线和α粒子的能力,能发射与硅光二极管有效耦合的550nm 荧光,以及具有YAG基质优良的物理化学等特征。因此,Ce:YAG与硅光二极管耦合做成的闪烁探测器可以广泛应用于带电粒子探测等核物理的实验中。另外，Ce:YAG单晶片还可以用作扫描电子显微镜的显示元件，在大规模集成电路的检测方面有着重要的应用[1]。
据报道现有人研究用Ce:YAG单晶代替Ce:YAG荧光粉作高亮白光LED荧光材料[5]，如图3，图4为Ce:YAG的两种白光LED结构。
图3 Ce :YAG荧光粉白光LED结构 图4 Ce :YAG晶片白光LED结构
该闪烁晶体最大优点是其发光中心波长为550nm，可以与硅光二极管等探测设备有效耦合。同CsI闪烁晶体相比，Ce:YAG闪烁晶体具有快衰减时间（约70ns，而CsI衰减时间约为300ns），而且Ce:YAG闪烁晶体不潮解、耐高温、热力学性能稳定，可以应用于极端的探测环境中。Ce:YAG高温闪烁晶体主要应用在轻粒子探测、α粒子探测、gamma射线探测等领域，另外它还可以应用于电子探测成像（SEM）、高分辨率显微成像荧光屏等领域。
一致熔融YAG 晶体的熔点约为1970℃，因此，通常采用中频感应提拉法生长Ce:YAG闪烁晶体。但是，采用提拉法很难获得大尺寸高质量的Ce:YAG闪烁晶体。一方面，提拉法生长晶体的尺寸直接受限于所用铱金坩埚的尺寸；另一方面，由于Ce3+（0.118nm）和Y3+（0.106nm）的半径相差较大，Ce离子在YAG晶体中的分凝系数小（约0.1），因此在提拉法生长的后期往往会产生组分过冷而严重影响了Ce:YAG晶体的质量。为了克服提拉法生长大尺寸高质量的Ce:YAG闪烁晶体的缺点，上海光学精密机械研究所在采用温度梯度法（TGT）生长Nd:YAG和Ce:YAG激光晶体的基础上，首次成功生长了76nm的Ce:YAG高温闪烁晶体[1]。
(4）Er :YAG闪烁晶体
Er:YAG激光波长为2.94微米，此波段激光较之二氧化碳激光的10.6微米更易被水、Ca、P等所吸收，多用于切开、切除多水份的身体软组织及骨切开术，性能大大优于二氧化碳激光刀。目前较多研究治疗牙周病及利用Er:YAG激光器代替高速涡轮牙钻，实施对牙体硬组织的切割等，这方面有应用前景可作关节游离体摘除、炎性滑膜摘除、半月板切除、经皮穿刺椎间盘减压术等。Er:YAG晶体具有高的光学质量、低的散射损失、高输出、稳定的化学和机械性能。泵浦波长为600-800nm。
（5）Cr，Tm，Ho :YAG闪烁晶体
钬激光是以钇铝石榴石（YAG）为激活媒质，掺敏化离子铬（Cr）、传能离子铥（Tm）、激活离子钬（Ho）的激光晶体（Cr，Tm，Ho：YAG）制成的脉冲固体激光装置产生的新型激光。可应用于医疗手术,钬激光波长2.1μm。Cr，Tm，Ho：YAG晶体也能用于灯闪、二极管泵浦军事和气象领域，具有 高光束质量、低散射损失、高效率。Ho和Tm激光器有很大的市场潜力。由于Ho和Tm激光输出波长在两微米左右，与水的吸收峰相接近，有极好的对人体组织切割和凝血效果，可以用普通光纤传输，是理想的手术激光光源。人体组织对2μm激光吸收率高，几乎比Ho:YAG高3个数量级。所以用Ho:YAG激光器进行医疗手术时，不但可以提高手术效率和精度，而且可使热损伤区域减至更小。钬晶体产生的自由光束可消除脂肪而不会产生过大的热量，从而减少对健康组织产生的热损伤，据报道美国用钬激光治疗青光眼，可以减少患者手术的痛苦。美国已批准20多种2微米激光在医疗临床使用。可治疗多种疾病。两微米激光对人眼安全，大气穿透好，可作为激光雷达光源，其综合性能优于Nd:YAG和CO2激光器。