晶体的种类和应用1

晶体的种类和应用

晶体的性能通常分为固有物性和功能物性．晶体常按功能物性进行分类，主要有以下9种．

①压电晶体：在外力作用下发生变形时，其表面产生电荷效应的晶体．可制成换能器、拾音器、振子以及传感器．最初采用酒石酸钾钠一类水溶性晶体，现已为性能优良的人工水晶、四硼酸锂（742O B Li ）、铌酸锂（3LiNbO ）、钽酸锂（3LiTaO ）等取代．

②激光晶体：已获得有激光输出的晶体有数百种以上，但真正成为激光工作物质的主要是红宝石（Cr :O Al 32，激光波长为0.6943 μm ）、钇铝石榴石（.Nd :O Al Y 1253 1.065μm ）．对激光晶体的研究主要是向波长可调谐（如Ti :O Al Cr,:BeAlO 324）、高效率和大功率（钇镓石榴石系列）、多功能（Fe 、Mg :LiNbO 3等）的方向发展．

③电光晶体：在外加电场作用下折射率发生变化，从而使通过晶体的一束激光分解为两束偏振方向相互垂直的偏振光，并产生一根位差效应的晶体．适用于激光的调制和偏振．常用的电光晶体有铌酸锂、钽酸锂以及磷酸二氢钾（KDP ）类晶体．

④声光晶体：具有声光效应的晶体．主要有二氧化碲（2TeO ）和钼酸铅（4PbMoO ）．适用于激光的偏振和调制．

⑤非线性光学晶体：组成晶体的原子因外层电子在光作用下偏离其平衡位置而发生极化．常用的有磷酸二氧钾类晶体、铌酸锂、铌酸钾以及偏硼酸钡（3BaTiO ）、三硼酸锂（53O LiB ）晶体．

⑥光折变晶体：在光的作用下可引起折射率变化的晶体．主要有钛酸钡（3BaTiO ）、硅酸铋（2012SiO Bi ）、铌酸锂、铌酸钡钠（1552O NaNb Ba ）等．

⑦热释电晶体：在外界温度变化时由其自发极化引起表面电荷效应的晶体．可用于制备热释电探测器．主要有铌酸锂、钽酸锂等．

⑧闪烁晶体：具有闪烁效应的晶体．广泛用于测量核辐射能量．20世纪80年代中，用坩埚下降法生长的大尺寸锗酸铋（1234O G e Bi ）晶体，取代掺铊的碘化钠（Tl :NaI ）晶体，成为性能最佳的闪烁晶体．其他如氟化钡（2BaF ）、氟化铈（3CeF ）、氟化铅（2PbF ）等正在研制中．

⑨磁光晶体：具有较大的纯法拉第效应，对使用波长的吸收系数低，磁化强度和磁导率高．用于制作光隔离器、光非互易元件、磁光存储器及磁光调制器等．

此外，晶体材料按来源又分为天然晶体和人工晶体，后者应用较多．广泛使用的晶体材料主要有人工水晶、磷酸钛氧钾晶体、铌酸锂晶体、锗酸铋晶体、四硼酸锂晶体、磷酸二氢钾晶体、钇铝石榴石、合成云母和氟化钡等．处于研究阶段的还有及其化合物．晶体材料广泛用于激光技术、电子技术、生物医学、高能物理及家用电器等方面