CN1007768B

CN1007768B - 掺质铝酸镁镧及用这种铝酸盐单晶制成的激光器

Info

Publication number: CN1007768B
Application number: CN87108227A
Authority: CN
Inventors: 克洛德·卡尔瓦特; 洛朗·科利; 莫里斯·库肖德; 安妮-玛丽·勒热斯; 理查德·蒙科兹; 丹尼尔·维维安; 克里斯托夫·外扬
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1986-12-05
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1990-04-25
Also published as: EP0274298B1; FR2603051A1; EP0274298A1; CN87108227A; JPS63144197A; FR2603051B1; DE3762891D1; US4853354A

Abstract

混合镧—镁铝酸盐和使用这种铝酸盐单晶体的激光器。

特别是如下的激光器，有两个用于发射可见光和近红外的轴向抽运铝酸盐单晶棒(28)的闪光灯(30，32)，有两个用于增强由共振腔发射光的反射镜(38，40)，有一个用来向激光腔外部提供增强光的偏振器梭镜(42)。磁铅石型铝酸盐有如下特征化学式

La_1-xMg_1-y-zMt_vAl_11+x+2y/3-vO_19-z(II)

其中，Mt代表过渡金属钛或锆；X值为0＜X＜0.3；

Y值和Z值为0≤Y+Z≤1，并且0≤Y≤1，

0≤Z≤1；V值为0＜V≤1。

Description

本发明涉及具有磁铅石结构的掺质铝酸镁镧，特别是这种铝酸盐是以单晶形式得到的。

本发明在下述领域有特殊应用：在1380毫微米到1800毫微米近红外范围内可调的微型激光器，这种激光器用于集成光学、纤维光学远距离通讯、医学（显微外科手术、皮肤医疗）和半导体研究;同样也可应用于发射600到1000毫微米的可见光及近红外边缘波长范围可调谐的功率激光器，这种激光器用于在同温层的远距离分析、空间通讯、以及地壳的观察等等。

这种激光器也可用于进行材料的各种加工（焊、钻、刻、表面处理）、光化学反应、可控热核聚变、以及气体原子（如氦气）的极化等方面。

公知的铝氧化物，特别是具有磁铅石结构、被称为LNA的铝酸镁镧钕，其化学通式为：

，具体化学式为：

这种掺质铝酸盐构成了由本案申请人之一申请的专利FR-A-2，448，134和EP-A-0，043，776的主题。

这种掺质铝酸盐单晶特别适用于红外波段的激光发射器。其光学性能可以同钇铝石榴石相比。在钇铝石榴石中，1%的钇离子被钕离子取代，这种大家所熟知的材料可简写为：YAG：Nd³⁺。与其类似的还有五磷酸钕。

特别是：LNA在YAG发射波长（1064毫微米）附近的1054和1082毫微米具有十分有意义的激光发射波长。LNA还有另外一个1320毫微米附近的发射波长，该波长对应于二氧化硅光学纤维的最小衰减范围，这样就能够使光学纤维在最小损耗条件下通过最大的信息量。

然而，一旦由于激光工业，特别是用于功率激光器，要求有足够大尺寸（直径6.35、长度100毫米）的单晶棒时，这种单晶形式的铝酸盐产品，尤其是普遍采用的切克劳斯基法（Czochralski method）生产出的铝酸盐单晶产品，就会给晶体的质量带来很多问题（气泡、缺陷）。LNA激光器的发射波长就会是有限几个数值，并且其调节能力也受到了限制（几个毫微米）。

另一个已知的铝氧化物是掺钛氧化铝Al₂O₃：Ti³⁺。这一材料能发射可见光及近红外光，尤其是在650到1000毫微米范围，它一般用于可调谐的功率激光器。

掺钛氧化铝有几个不足之处，这主要是由于三价钛的氧化物（Ti₂O₃）在氧化铝中的溶解度有限。由于这一原因导致了结晶的不完整性：在单晶的拉制过程中产生严重的偏析，单晶与熔体的组成不尽相同;再者，钛的浓度有一个高的梯度值。例如：在单晶中心，钛的浓度较边缘小得多，特别是在维尔纳叶法（Verneuil method）制备单晶的情况中更是如此;最后，在单晶的生产过程中，还有形成二氧化钛微沉淀物的危险。

钛在氧化铝中的极限溶解度仅为0.1%（重量），这就限制了这种材料的发射功率。

此外，在铱坩埚中用切克劳斯基法制备掺钛氧化铝单晶，会使坩埚很快损坏，因此要经常更换坩埚，这就增加了单晶的价格，不应忘记：氧化铝的熔点接近2050℃。再者，由于氧化铝的熔点很高，在制造提拉熔体时也会消耗大量能量。

另一种用于在700到850毫微米范围可调的激光材料是掺C_l ³⁺的三氟化锌钾（KZnF₃）。

以氟化物为基的激光材料由于其化学脆性（对化学试剂特别是对水的耐受性差）而有一些缺点。这种化学脆性是由于物理脆性及有限的硬度所致。由于其物理脆性及有限的硬度，使切割和抛光都十分困难。而要保证良好的激光效应，必须进行切割和抛光。

另一种已知用于可调激光器的材料是掺铬变石，其化学式可写为BeAl₂O₄：Cr³⁺，以及掺铬（Cr³⁺）的钆钪镓石榴石GSGG（Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂）。对于发射波长在650到900毫微米范围的振荡激光器，只有这些材料才具有实用工业意义。振荡激光器是一种连续可调激光器，其中产生激光效应的光学转换形成相对于电子基态的受激振动能级。

在这种激光器中，可调激光效应产生于晶体点阵振动（声子）同某些荧光离子的电子态之间的强烈相互作用，荧光离子如：电子结构为3dⁿ的铁族元素过渡离子。光谱呈现宽带形式，正是这种在荧光范围内观察到的宽带使激光器在很宽的波长范围具有连续可调性。

关于电子-声子相互作用的可调激光器（或振荡激光器），进一步的细节部分可参阅P.海默林（P.Hammerlin）、A.B.布伽（A.B.Budgar）和A.平图（A.Pinto）所著“可调谐固体激光器”（Tunable Solid State Lasers）一书。该书1985年由Stringer Verlag编辑出版。

这种含3d过渡离子固体激光器的巨大意义在于它有很好的化学稳定性，因而用于代替染料激光器。以Cr³⁺为基的振荡激光器由于下述原因产生的缺陷，仍限制了它的应用：由于光学抽运（OptiCal pumping）辐射的吸收或激活离子在铬的一种受激状态的激光辐射的吸收，会带来光能的损失，这在能量激光器的生产中是十分有害的。

本发明旨在一种可用作激光发射器的新型掺质的铝酸镁镧材料，并使之可以避免上述缺陷。

特别是，上述这些新型铝酸盐可以制成大块单晶，进而在发射波长在近红外及可见光范围内的功率激光器工业中得以应用。这种材料还有很好的结晶学性能。

再者，这种新型铝酸盐的熔点（约为1870℃）低于氧化铝的熔点。同切克劳斯基方法中的拉制过程相比，铱坩埚的消耗至少降低了一半，而且在切割、抛光过程中也不会产生什么问题。

更具特色的是，在本发明所涉及的磁铅石结构铝酸镁镧中，部分铝被锆或钛这样一些过渡金属所替换;或者部分镁被钒这种过渡金属替代。上述两种情况，过渡金属均成为材料的激光激活剂。

本发明的铝酸盐具有LaMgAl₁₁O₁₉型晶体基体，这一基体的熔化温度（1870℃）低于氧化铝。而且，这种材料还有易于接受二价及三价金属离子的优点。这些二价及三价离子可以部分取代Al³⁺或Mg²⁺离子而不需要电荷补偿，这就简化了材料的晶体制备过程。

这种基体的另一优点是，它有大量可容纳金属阳离子的八面体位置，只有这种位置才对可调激光器有意义。这种基体具有六方晶格结构，因此其力学性能与氧化铝相近。

本发明的掺质铝酸盐在单晶的生长过程中，不存在组分的偏析，这同以前的材料相比，可以提高单晶的拉制速度。这不仅延长了装载熔体的坩埚的使用寿命，还大大缩短了单晶的制备时间。

根据本发明的第一个特征，掺质铝酸镁镧有下列化学式（Ⅰ）：

这里X的数值范围为0＜X＜0.3，y.z.t.u在0≤y＜1、0≤z＜1、0＜t≤1、0≤u＜1时符合0＜y+z+t≤1以及0＜t+u≤1;且这种铝酸盐为单相和具有磁铅石型结构。

在这种掺质铝酸镁镧中，激光激活剂是对称八面体中的V²⁺离子。但在铝酸盐的制备过程中，会形成一定数量的V³⁺离子，因而在化学式中出现u。这种V³⁺离子可以看作杂质，最理想的情况是u等于零。

根据本发明，掺钒的铝酸镁镧（下面命名为LMA：V²⁺）可用于激光器中的激光发射体，该激光器的波长在1380到1800毫微米范围内连续可调。这种激光器尤其可做为连续功率激光器。在化学式（Ⅰ）的铝酸盐中V²⁺的离子浓度为0.02≤t≤0.2较好。

化学式（Ⅰ）中y、z、t较好的值为0.3≤y+z+t≤0.6。在晶体点阵中氧空位数量最少时对应的值为z等于零。

根据本发明的另一个主要特征在于，掺质铝酸镁镧有下述化学式（Ⅱ）：

其中，Mt为锆或钛中之一的过渡金属;0＜X＜0.3;当0≤y≤1、0≤z≤1时有0≤y+z≤1;V的取值范围为：0＜V≤1。这种铝酸盐为单相并具有磁铅石型结构。

同氧化铝比，本发明中的LaMgAl₁₁O₁₉基体对钛有更好的溶解性，这就避免了基体中钛的浓度梯度及偏析。掺钛的铝酸镁镧下面命名为LMA：Ti³⁺。

使用过渡金属钛，可以制备出用于制造激光器的单晶，这种激光器在650到1000毫微米的波长范围内连续可调。

激光效应的产生，来源于Ti³⁺离子，这种离子有利于制造高功率激光器。因为，不象用于激光活化剂的很多过渡金属离子（尤其是铬），这种离子不会在受激态上产生吸收现象而降低激光效率，激光效率即激发光能与所提供光能之比。上述现象的产生是由于Ti³⁺离子在八面体中具有两个能极。此外，基体中的Ti³⁺离子使激光器在较宽的范围内具有调节能力。

如果部分铝被锆这种与钛同族的4d元素所取代，则激光效应就由Zr³⁺产生。以锆为基的掺质铝酸盐，下面标记为LMA：Zr³⁺，它可用于激光发射器。同钛基的掺质铝酸盐相比，这种发射器的连续调节波长范围稍微向可见光方向移动。化学式（Ⅱ）的铝酸盐中Zr³⁺或Ti³⁺离子较好的量取为：0.004≤V≤0.2。

化学式（Ⅱ）中，y、z较好的取值范围为：0.3≤y+z≤0.6。特殊情况下，z等于零对应着晶体点阵中氧空位的数量最少。

本发明化学式（Ⅰ）或（Ⅱ）的铝酸盐中，镧含量的较好取值范围为：0.05≤X≤0.2。

化学式（Ⅰ）或（Ⅱ）中的铝酸盐单晶，其激光效应可由光学抽运（Optical Pumping）产生。在特殊情况下，抽运是由灯管或另一个激光管提供，这样就可制成功率激光器。

参照本发明的非限定性实施例及附图，本文下面进行更详细的描述。其中，附图说明如下：

图1：本发明的铝酸盐的吸收曲线及光发射曲线。该铝酸盐中激活剂为V²⁺离子。

图2：本发明铝酸盐的吸收曲线及荧光曲线。其激活剂为Ti³⁺离子。

图3：用本发明的铝酸盐单晶制成的连续激光器示意图。

图4：用本发明铝酸盐单晶制成的脉冲功率激光器示意图。

现在介绍一下按本发明化学式（Ⅰ）的掺质的铝酸镁镧的制备方法。要得到这种铝酸盐，首先应将商业化高纯粉末原料三氧化二镧（La₂O₃）、氧化镁（MgO）、氧化铝（Al₂O₃）、二氧化钒（VO₂）或五氧化二钒（V₂O₅），按所需比例均匀混合，然后在1500℃下煅烧。将这些原料磨细后，所得粉末就可按制备单晶的步骤进行处理。

用镧、镁、铝、钒氢氧化物共沉淀的方法，也可以得到铝酸盐粉末。共沉淀用氨在水溶液中进行，也可在非水溶液中进行，例如：在含有铝酸盐中不同金属元素的盐类（硝酸盐或氯化物）混合液的无水酒精中进行共沉淀。

镁和铝的硝酸盐或氯化物可用商业化原料;而其它的硝酸盐和氯化物可用相应的氧化物溶于硝酸或盐酸的方法制备。

上述混合物在400℃的流动空气中处理，直到氯化铵或硝酸铵脱水及全部逸出。此后在1500℃下煅烧，磨细后的粉末即可按制备单晶的步骤处理。

为获得最大的激光发射效率，所用不同元素的氧化物粉末晶粒尺寸，应为1微米到10微米，纯度高于99.99%。

考虑到原料氧化物中钒氧化程度的变化，在上述热处理过程以后，还应在还原性气氛（如氢气）中进行第二次热处理，使钒从五价或四价变为二价。钒不能以三价形式进入熔体。

本发明铝酸盐单晶的制备，应优先考虑用切克劳斯基拉晶法。但也可选用任何其它以熔体生长晶体的方法。例如：区熔法（floating Zone method）、布里兹曼法（Bridgman method）、火焰熔融法（Verneuii method）、凯罗普洛斯法（Kyropoulos method）或自动坩埚法（auto-Crucible）等等。现在以切克劳斯基拉晶法为例来说明单晶的制备过程。

第一步，用共沉淀或氧化物均匀混合得到的混合铝酸盐粉经热处理后，放于铱坩埚内，在与大气氧隔绝的情况下升温至它的熔点1870℃以便形成熔体。

然后，将与熔体具有相同组成的单晶籽晶与液相熔体相接触并缓慢提升，同时保持籽晶自身的转动，籽晶的切割方向应平行于结晶学的C方向;或平行于该化合物六方晶格的a方向。这样，单晶就在籽晶的端部，按籽晶所确定的方向逐渐长成。

单晶一旦长成，应该在氢气一类的还原气氛中、在等于或高于1000℃下退火，以便减少晶体中可能出现的五价、四价或三价钒离子，使其变为二价，这导致发射光在1380到1800毫微米范围内连续可调。

上述工艺过程的特点是，它可以制备出后面表Ⅰ给出的掺钒的铝酸镁镧单晶。表Ⅰ的上部给出了熔体的质量组成，以克为单位，其左下部以X、y、z、t、u的形式给出了所得晶体的组成;右下部是所得单晶的化学式。由于Z和u等于零，故未在表中列出。

在表Ⅰ中，由于熔体的组成同晶体的组成十分相近。因此，化合物2和3有一个所谓的一致熔点。

为了获得掺钛的铝酸镁镧单晶，再一次使用前述工艺过程，但钒的氧化物被三价钛的氧化物代替。此外，由于钛是以三价形式被引入熔体的，因此，没有必要在还原气氛中进一步退火的期间进行1500℃的退火工序。然而，在氢气存在下，使已经形成的单晶进行1000℃的退火工序则仍需保留。

也可用TiO₂制备掺钛铝酸盐。在这种情况下，在1500℃煅烧后可在还原剂中进行退火，将钛从四价氧化态变为三价氧化态，这一步骤对产生激光效应是很重要的。

掺钛的镧-镁铝酸盐单晶在650到1000毫微米范围有连续可调的发射光。

表Ⅱ给出掺钛的铝酸盐单晶制备的实施例。表Ⅱ与表Ⅰ相似，只有一点不同，即v取代了t的位置。在这个表中，化合物5～8具有接近一致的熔点。

同样如上所述，当氧化钒被ZrO₂取代时，可以制备掺Zr的铝酸镁镧单晶。在这里，为使锆由Ⅳ氧化态变为Ⅲ氧化态，1500℃煅烧后的还原处理是不可缺少的。这对激光效应是重要的步骤。

表Ⅲ给出按本发明制备的含Zr铝酸盐单晶作为激光发射体的实施例。表Ⅲ与表Ⅱ相似，化合物（11）具有相近的一致性熔点。

虽然，在表Ⅰ～Ⅲ中未标明晶体组成中的Z值，但Z值并非绝对为零，它与零有很小的差值，然而，扫描显微镜X线分析并不能检测出Z与零之间任何明显的差值。

图1表明在铝酸盐La_0.9Mg_0.45V_0.02Al_11.453O₁₉中V²⁺离子的吸收光谱和发射光谱。

曲线A是光密度（OD）对波长（λ）的函数曲线，而曲线B是荧光强度对波长的函数曲线。其中，光密度和荧光强度的单位是任意的;波长单位是毫微米。

铝酸盐可以在YAG∶Nd³⁺激光器的两个发射波长532毫微米和1064毫微米之一被激发。

在本发明LMA∶V²⁺中，铝酸钒有几个宽吸收带，因而，V²⁺离子容易被激发。

荧光检测用截止波长为1700毫微米的氮冷却锗检测器进行，这就不可能得到LMA∶V²⁺的完整的发射光谱。由此看来，这种铝酸盐的激光发射带应该在1380和1800毫微米之间，这一宽发射带使LMA∶V²⁺可以用于连续可调谐激光器。

根据本发明，Ti³⁺离子在La_0.9Mg_0.5Al_11.319Ti_0.114O₁₉（表示为LMA∶Ti³⁺）铝酸盐中的吸收和发射光谱如图2所示。

曲线C对应于吸收，它给出光密度作为波长的函数曲线;而曲线D对应于发射，它给出荧光强度作为波长的函数。其中光密度和荧光强度的单位是任选的;波长的单位是毫微米。

LMA∶Ti³⁺在下列两个波长之一被激发，即氩离子激光器发射的514.5毫微米和YAG∶Nd³⁺激光器发射的532毫微米。这种铝酸盐同样有一个宽的吸收带，这一优点使Ti³⁺容易被激发。它的发射曲线用截止波长约为800毫微米的光电倍增管测量。这种方法不可能测绘出完整的发射曲线。然而，可以估计Ti³⁺的发射带从650毫微米一直到1000毫微米。这一宽发射带使LMA∶Ti³⁺可以用于连续可调激光器。

图3是使用本发明的铝酸盐单晶制成的连续可调谐的功率激光器的示意图。该激光器由一个激光谐振腔2构成，谐振腔内垂直于激光器轴向3放置一个本发明的铝酸盐棒4。对于650～1000毫微米间的激光发射，棒4可以按实施例7或8所示的铝酸盐制成。

为了保证光抽运，用具有倍频的单色光源6，例如YAG∶Nd³⁺激光器，通过聚光镜7对棒4实行辐照。激光器谐振腔2也含有一个聚光镜8，该透镜把由铝酸盐棒4发射出的光转化为平行光束，转化后的平行光照射到出射镜10，通过镜10反射，光束重新通过聚光镜8和放大介质或棒4，放大后的激光束被二色性入射镜12反射，该入射镜对于单色光源6的辐射光是透明的，而对铝酸盐单晶4产生的光是不透明的。

由于镜10对单晶4的辐射光是部分透明的，因此，照射在镜10的辐射光只有一小部分能透过，并离开谐振腔2产生激光辐射。

激光器的波长可调性可以借助放置在聚光透镜8和出射镜10之间的波长选择系统14来实现。该系统是一个布鲁斯特棱镜或是一个双折射滤光器。

要想得到比Ti³⁺发射光（例如600～900毫微米间的发射光），稍微偏向可见光区的发射激光，可以用和实施例11相同组成的LMA∶Zr³⁺取代以Ti³⁺为基的棒4。

用相同的方法，要想得到1380～1800毫微米间的激光辐射，可以使用与实施例1或2相同组成的化合物制成棒4。

活化离子为V²⁺的铝酸盐，要求激光谐振腔必须在真空条件下使用。为达到这个目的，图3示意出一个真空泵18，此外，其激光辐射只有在低温下，特别是在液氮温度77°K下才可能得到。

为这种要求，棒4与盛有液氮22的冷却基座20相接触，该基座20由液氮容器24供液氮。为了掩挡来自光源6和棒4的辐射光，冷却基座20制成截面为矩形的环状与棒4的所有侧面相接触。

本发明中的铝酸盐也可以单晶的形态用于脉冲功率激光器。为此，图4给出了一个近红外脉冲功率激光器，该激光器含有一个谐振腔26，谐振腔内平行于激光器轴向27放置一个本发明的铝酸盐单晶棒28，这种铝酸盐的特征化学式与实施例5、6和10相同。

棒28的任意一侧装备有细长的高能氙灯30、32，其方向与激光器轴向27重合，这些灯确保铝酸盐棒28的轴向光泵运。

激光器谐振腔26内同时含有一个四分之一波片34，它把棒28发射来的线性偏振光转化为圆偏振光，该波片后面装有一个平面镜36和一个发散凸面镜38。

镜38反射后的扩宽光束，通过调整和圆偏振化，重新通过四分之一波片34，从而产生一种垂直偏振光束，该光束全部通过放大介质或棒28，同时，从中抽取最大的光能。

沿其传播方向向另一个凹面高反射镜40传播的放大的激光束被偏振器棱镜42阻断，此棱镜的作用是使激光谐振腔发射出垂直偏振光束44。聚光透镜46使出射光束成为平行光。

这种脉冲激光器在凹面镜40和出射偏振器42间设置有一个Q开关48，当该开关被关闭时，即向该处提供一个电压，使激光器不能工作。因而，在具有闪光灯30和32的放大器介质28“抽运”期间，偏振器42对水平偏振光子是透明的，允许光束通过开关48。随后将偏振方向旋转90°，并使偏振器42阻止该光束通过。

相反，当打开Q开关48时，而后不再改变偏振器42的水平偏振，于是使激光共振腔26能够放大来自棒28的光束。为了保证激光束的方向性，在开关和偏振片之间放置光圈50。

如上所述，借助于放置在波片34和镜36间的波长选择装置52可实现波长可调性。

上述的激光器并非仅局限于给出的模式，其它类型的激光器，通过装备按本发明中化学式（Ⅰ）和（Ⅱ）制备的铝酸盐单晶，同样可以使用。本发明中的铝酸盐单晶特别适用于激光切割、材料刻蚀，以及焊接。

材料的切割是一个实例，正象前面叙述的，在激光器谐振腔内放置本发明所涉及的铝酸盐单晶，而后调整激光的方向，并使它聚焦在材料表面，以使材料局部到达它的熔点。如果移动激光束，就可以将其切开。

本发明中涉及的铝酸盐也可以用在激光器中来检测大气层中的气体和气溶胶。

为此，把一个按本发明制备的铝酸盐单晶放置在如前所述的激光器谐振腔中，利用波长选择器来确定波长，使其和所要检测物质的吸收带相吻合，经过大气层中障碍物反射回来的激光信号产生衰减，这一衰减是激光器和该障碍物间化学物质含量和性质的函数。由此，可以确定存在于地球大气层中气体和气溶胶的数量，这对气象遥感领域有重要的意义。

Claims

1、一种包括有一个激光腔室的激光器，该激光腔室中有一个激光发射体、至少一个供其发生光泵激的光源、将激光腔室中激光发射体发射出的光放大的放大器、以及使已放大的光传输出去的装置，所述激光发射体是由一种掺质铝酸镁镧单晶构成的，该掺质铝酸镁镧的化学通式(Ⅰ)为：

式中

X代表符合0＜x＜0.3的一个数，

y、z、t和u代表符合0＜y+z+t≤1和0＜t+u≤1，同时0≤y＜1、0≤z＜1、0.02≤t≤0.2、0≤u＜1的数；

所说的铝酸盐呈单相，且具有磁铅石型的结构。

2、按照权利要求1的激光器，其特征在于，x值的范围为0.05≤x≤0.2。

3、按照权利要求1或2的激光器，其特征在于，y、z和t为符合0.3≤y+z+t≤0.6的数。

4、按照权利要求1的激光器，其特征在于z＝0。

5、按照权利要求1的激光器，其特征在于u＝0。

6、一种包括以掺质铝酸镁镧单晶作为激光发射体的激光器，该掺质铝酸镁镧的化学通式（Ⅰ）为：

式中

x代表符合0.05≤x≤0.2的一个数;

y和t代表符合0.3≤y+t≤0.6，同时0.02≤t≤0.2，0≤y＜1的数;

所说的铝酸盐呈单相，且具有磁铅石型的结构。

7、一种包括有一个激光腔室的激光器，该激光腔室中有一个激光发射体、至少一个使其产生光泵激的光源、将激光腔室中激光发射体发射出的光放大的放大器、以及使已放大的光传输出去的装置，所述激光发射体是由一种掺质铝酸镁镧单晶构成的，该掺质铝酸镁镧的化学通式（Ⅱ）为：

式中

Mt代表一种选自钛和锆的过镀金属;

x为符合0＜x＜0.3的一个数;

y和z为符合0≤y+z≤1，且0≤y≤1、0≤z≤1的数;

v为符合0.004≤v≤0.2的一个数;

所说的铝酸盐呈单相，且有磁铅石型的结构。

8、按照权利要求7的激光器，其特征在于，x为符合0.05≤x≤0.2的一个数。

9、按照权利要求7或8的激光器，其特征在于，y和z为符合0.3≤y+z≤0.6的数。

10、按照权利要求7的激光器，其特征在于z＝0。

11、一种包括以掺质铝酸镁镧单晶作为激光发射体的激光器，该掺质铝酸镁镧的化学通式（Ⅱ）为：

式中

Mt代表一种选自钛和锆的过渡金属;

x代表符合0.05≤x≤0.2的一个数;

y代表符合0.3≤y≤0.6一个数;

v代表符合0.004≤v≤0.2的一个数;

该铝酸盐呈单相，且具有磁铅石型的结构。

12、按照权利要求1至12中任何一项的激光器，其特征在于，该激光器在1380至1800nm之间可调谐。

13、按照权利要求7至11中任何一项的激光器，其特征在于，该激光器在600至1000nm之间可调谐。