《表1 YAG晶体与石英的性能对比》

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《晶体光纤及晶体衍生光纤制备与应用综述》

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石英具有极低的本征瑞利散射[2]，且在透明度、强度、稳定性等方面具有优良的性能，因此石英被认为是一种可作为激光器增益介质的良好基质材料，然而研究表明许多稀土离子在SiO2中的溶解有限，过高的掺杂浓度会引起稀土离子发生团簇，这会极大影响激光器的性能．20世纪70年代，研究人员开始对晶体光纤展开研究[3]．顾名思义，晶体光纤是原子像晶体那样有序排布的光纤，或者说是形状细长如光纤一样的晶体．传统光纤的波导特性强、散热面积大、易集成等优势，块状晶体的耐高温、高热导率、高损伤阈值、高非线性效应阈值等优势，原理上讲，晶体光纤应同时具备．与传统石英光纤相比，晶体光纤具有更好的物理性能．表1给出了YAG晶体与石英玻璃各项性能的对比，YAG晶体光纤的热导率为10.3 W·m-1·K-1，比石英玻璃光纤高一个数量级[4]，因此YAG晶体光纤的散热性能更好；此外，YAG晶体光纤的布里渊增益系数小于石英光纤的1%，具有更高的受激布里渊散射阈值，有利于抑制受激布里渊散射现象发生[5]．更为重要的是，YAG晶体光纤稀土离子掺杂浓度高于石英光纤10倍以上．因此，使用晶体光纤作为增益介质有可能从根本上突破当前高功率光纤激光器的输出功率瓶颈，从而实现更高功率输出．