钇铝石榴石

石英石榴石（YAG，Y3Al5O12）是石榴石族的合成结晶材料。 它是立方氧化钇铝相，其他例子是六方晶系或正交晶系、类钙钛矿形式的 YAlO3 (YAP) 和单斜晶系 Y4Al2O9 (YAM)。

由于其广泛的光学透明性、低内应力、高硬度、耐化学性和耐热性，YAG 被用于各种光学器件。 它没有双折射（与蓝宝石不同）使其成为高能/高功率激光系统的有趣材料。 YAG 的激光损伤水平范围为 1.1 至 2.2 kJ/cm²（1064 nm，10 ns）。

YAG 与石榴石和蓝宝石一样，纯净时不能用作激光介质。 然而，在掺杂适当的离子后，YAG 通常用作各种固态激光器的主体材料。 稀土元素如钕和铒可以作为活性激光离子掺杂到 YAG 中，分别产生 Nd:YAG 和 Er:YAG 激光器。 掺铈的 YAG (Ce:YAG) 用作阴极射线管和白色发光二极管中的磷光体，以及用作闪烁体。

YAG 在一段时间内被用作珠宝中的钻石和其他宝石仿制品。 彩色变体及其掺杂元素包括：绿色（铬）、蓝色（钴）、红色（锰）、黄色（钛）、蓝色/粉色/紫色（钕，取决于光源）、粉色和橙色。 作为刻面宝石，它们（作为合成宝石）因其清晰度、耐用性、高折射率和色散而受到重视，有时还具有模拟亚历山大变石变色特性等特性。 YAG 的临界角为 33 度。 YAG 像天然石榴石一样切割，在普通抛光圈上用氧化铝或金刚石（50,000 或 100,000 粒度）进行抛光。 YAG 的热敏感性低。

作为一种合成宝石，YAG 有许多品种和商品名称，还有一些用词不当。 同义名称包括：alexite、amamite、circolite、dia-bud、diamite、diamogem、diamonair、diamone、diamonique、diamonite、diamonte、di'yag、geminair、gemonair、kimberly、林德仿金刚石、nier-gem、regalair、replique 、somerset、triamond、YAIG 和钇石榴石。 引入合成立方氧化锆后，宝石贸易的产量下降； 截至 1995 年，产量很少。 一些需求存在于合成石榴石，以及不希望立方氧化锆的非常高折射率的设计中。

掺钕 YAG（Nd:YAG）于 20 世纪 60 年代初开发，1964 年发明了xxx台工作的 Nd:YAG 激光器。钕 YAG 是固态激光器中应用最广泛的活性激光介质，无所不包 从低功率连续波激光器到功率级别以千瓦为单位的高功率 Q 开关（脉冲）激光器。 Nd:YAG 的热导率更高，其荧光寿命约为 Nd:YVO4 晶体的两倍，但效率较低且稳定性较差，需要更精确地控制温度。 Nd:YAG 用于泵浦激光的最佳吸收带以 807.5 nm 为中心，宽度为 1 nm。

大多数 Nd:YAG 激光器产生波长为 1064 nm 的红外光。 这个波长的光对视力相当危险，因为它可以被眼睛的晶状体聚焦到视网膜上，但光是不可见的，不会触发眨眼反射。 Nd:YAG 激光器还可以与倍频或三倍频晶体一起使用，分别产生波长为 532 nm 的绿光或 355 nm 的紫外光。

常用的 Nd:YAG 晶体中的掺杂剂浓度通常在 0.5 到 1.4 摩尔百分比之间变化。 较高的掺杂浓度用于脉冲激光器； 较低的浓度适用于连续波激光器。 Nd:YAG 呈粉紫色，掺杂较轻的棒的颜色不如掺杂较重的棒。 由于它的吸收光谱很窄，因此色调取决于观察它的光线。

掺有钕和铬的 YAG（Nd:Cr:YAG 或 Nd/Cr:YAG）具有优于 Nd:YAG 的吸收特性。 这是因为能量被 Cr3+ 掺杂剂的宽吸收带吸收，然后通过偶极-偶极相互作用转移到 Nd3+。 这种材料已被建议用于太阳能泵浦激光器，它可以构成太阳能卫星系统的一部分。

掺铒 YAG (Er:YAG) 是一种在 2940 nm 发射激光的活性激光介质。 其适合泵浦的吸收带很宽，位于 600 和 800 nm 之间，可实现高效的闪光灯泵浦。 使用的掺杂剂浓度很高：约 50% 的钇原子被置换。 Er:YAG 激光波长可以很好地耦合到水和体液中，使这种激光特别适用于医学和牙科用途； 它用于治疗牙釉质和整容手术。 Er:YAG 用于血糖的无创监测。