常用晶体材料

氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石，Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性：

(1)光透过范围从300nm到5.5μm

(2)3-5μm波段红外透过率大于85%

(3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力

(4)优良的热传导性能

(5)低散射率0.02在λ=26到31μm，880℃

CaF2晶体

氟化钙晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性：

折射率：

氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。

氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性：

(1)、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率.

(2)、抗撞击和热波动以及辐照

(3)、良好的化学稳定性.

(4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中

(5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯.

(6)、UV 窗口材料

BaF2

LiF

氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性：

1、在真空紫外到红外(0.12-6μm)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。

材料性能：

YVO4晶体

钒酸钇晶体是一种具有优良的物理和光学特性的双折射单晶。由于它具有较大的透过范围、透光度高、大的双折射、易于加工等特点，所以广泛应用于光学组件如光纤光隔离器、环形器、分光

器，还有其它的偏振光学器件等。

钒酸钇是用提拉法生长的正向单轴晶体,具有较好的机械和物理特性，宽的透过范围和大的双折射率使它成为了理想的光偏振组件。在许多的应用方面，它是方解石和金红石的多种应用优良的人造的替代品，如光纤光学隔离器和循环器、分束器，格兰起偏器以及其它起偏器等。

与其它双折射晶体相比较:

与方解石相比，钒酸钇具有更好的温度稳定性及物理和机械特性。方解石易潮解和低硬度是使得很难得到高光学质量晶体。

与高硬度的金红石(TiO2)相比，钒酸钇更易于进行光学表面加工，这也就相应降低了加工成本，尤其对批量生产来说。

与铌酸锂相比，它们具有相似的机械和物理性能，钒酸钇的双折率确比铌酸锂大三倍，这使得设计更加紧凑。

ZnS晶体和ZnSe晶体

硫化锌和硒化锌（ZnS和ZnSe）晶体具有如下优良的特性，是一种很重要的光学晶体，特别是应用于远红外波段。

CVD ZnSe的透光范围为0.5μm--22μm，用于高能CO2激光。单晶的ZnSe具有更低的吸收，从而更适合CO2光学系统。

CVD ZnS的透光范围为8μm--14μm，高透过，低吸收。多光谱级通过热等静压(HIP) 改进了中红外、可见区的透过。

光学石英晶体

人造石英单晶是用水热法在高压釜中生长的，具有左旋和右旋形态。石英晶体的应力双折射低且折射率均匀性高，透光范围为0.15-4μm。由于其压电特性、低热膨胀系数、优良的力学和光学特性，石英晶体被用于电子、精密光学和激光技术、光通信、X-射线光学和压力传感器等方面。

Nd:YAG晶体（掺钕钇铝石榴石）

Nd:YAG单晶是最重要的激光晶体，广泛应用于工业、医疗和科学领域。主要优点是：低出光阈值、高增益，高效率，低1064 nm损耗；同时还有高光学质量、热传导性好、抗热冲击和机械强度高特性，使得Nd:Y AG成为了连续，脉冲和锁模激光的最合适和商品化的激光晶体。Nd:Y AG晶体也广泛用于各种固体激光器系统：倍频连续波、高能量Q开关，倒空腔等等。

参数如下：

化学式Nd:Y3A15O12

晶体结构立方晶系

晶格常数12.01Ä

掺杂度-1.2 x 1020 cm-3

熔点1970 °C

密度 4.56 g/cm3

莫氏硬度8.5

折射率 1.82

热膨胀系数7.8 x 10-6 /K [111], 0 - 250 °C

热导率14 W/m /K @20 °C, 10.5 W /m /K @100°C

激光波长1064 nm

受激发射截面 2.8x10-19 cm-2

弛豫时间30 ns

激发态寿命550 ms

自发荧光230 ms

损耗系数0.003 cm-1 @ 1064 nm

有效发射截面 2.8 x 10-19 cm2

泵普波长807.5 nm

泵蒲波长的吸收带宽 1 nm

线宽0.6 nm

偏振态非偏振

热双折射率高