陶瓷材料、摻雜過(guò)渡金屬的Ⅱ-Ⅵ族材料以及光泵浦半導(dǎo)體激光器，正在將固體激光器的工作范圍向新的波長(zhǎng)和更高的功率擴(kuò)展。 盡管固體激光器的泵浦源和諧振腔設(shè)計(jì)已隨著時(shí)間的推移不斷發(fā)展變化，但是其工作物質(zhì)的發(fā)展卻相對(duì)緩慢。固態(tài)物理學(xué)是一門復(fù)雜的學(xué)科，對(duì)于商業(yè)應(yīng)用來(lái)講，改進(jìn)和優(yōu)化現(xiàn)有的激光材料（如玻璃、YAG和YLF），早已比研發(fā)新型激光材料具有更低的成本，而且也更容易實(shí)現(xiàn)。 然而，隨著近幾十年來(lái)基礎(chǔ)研究的發(fā)展，人們對(duì)激光材料有了更好的理解，上述情況正在發(fā)生改變。新型固體激光器正在跨越實(shí)用化的門檻，其中包括光泵浦而非電驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體激光器。目前，以三種新型材料為增益介質(zhì)的新一代固體激光器日益引起了人們的關(guān)注：陶瓷激光器、摻雜過(guò)渡金屬的Ⅱ-Ⅵ族晶體（如硒化鋅）激光器和光泵浦半導(dǎo)體激光器（OPSL)。 陶瓷激光器 陶瓷是多晶材料，由許多小的、方向隨機(jī)的小顆粒熔化而成。日常生活中常見的陶瓷是不透明或半透明的，這是因?yàn)樗鼈儍?nèi)部存在很多對(duì)光產(chǎn)生散射的瑕疵。但是如果能夠小心謹(jǐn)慎地將這些顆粒熔化在一起，并保持足夠清潔，消除大部分散射瑕疵，這樣制備出的陶瓷的透明度便足以滿足很多光學(xué)應(yīng)用的需求。 陶瓷激光材料的測(cè)試研究始于20世紀(jì)60年代，但此后陶瓷激光材料并沒有得到人們的足夠關(guān)注。直到1995年，日本名古屋World Lab的Akio Ikesue報(bào)道了一種Nd：YAG陶瓷激光器，其性能完全可以與單晶激光器的性能相媲美。這在業(yè)界掀起了陶瓷激光器研究的熱潮。[1] 陶瓷具有很多優(yōu)點(diǎn)，與采用傳統(tǒng)熔體凝固方法生長(zhǎng)的單晶材料相比，陶瓷能夠制備成更大的尺寸。陶瓷材料中能夠摻雜更高濃度的激光離子，制備成光纖形式，并能夠制造單晶材料生長(zhǎng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。研究人員希望當(dāng)技術(shù)完全成熟后，陶瓷生產(chǎn)能夠比傳統(tǒng)晶體生長(zhǎng)更便宜。此外，研究人員還希望通過(guò)一種稱為固態(tài)晶體生長(zhǎng)的處理過(guò)程，將一些微晶陶瓷與種子晶體相接觸進(jìn)行燒結(jié)，將它們轉(zhuǎn)變成單晶。 研究人員已經(jīng)對(duì)Nd：YAG陶瓷進(jìn)行了大量研究工作。研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的單晶YAG相比，多晶YAG陶瓷具有更好的熱光和光機(jī)械性能。陶瓷Nd：YAG似乎有望輸出更高的功率。美國(guó)勞倫斯•利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制的固體熱容激光器，其采用Nd：YAG 陶瓷放大器，產(chǎn)生的平均功率達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的67kW（見圖1）。[2] 2008年9月，美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)發(fā)表的一份報(bào)告指出，陶瓷平板激光器是近期可用作對(duì)抗火箭、大炮和迫擊炮武器的固體激光器。[3] 圖1：勞倫斯•利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制的固體熱容激光器，采用陶瓷平板放大器，產(chǎn)生的平均功率達(dá)到67kW一些利用傳統(tǒng)單晶生長(zhǎng)技術(shù)不能生長(zhǎng)的材料，也可以制成陶瓷，特別是“三氧化二物”，如Lu2O3、Sc2O3和Y2O3。它們能夠摻雜稀土激光離子，并且熔點(diǎn)高于2400℃。Ikesue在2008年12月《Nature Photonics》上發(fā)表的綜述文章中介紹說(shuō)，三氧化二物陶瓷所具有的高熱導(dǎo)率和寬帶寬，使其有望用在高功率和超短脈沖激光器中。[4]最近的研究表明，摻鐿Lu2O3陶瓷的光泵浦斜率效率已經(jīng)達(dá)到86％。[5] Ikesue認(rèn)為，陶瓷激光器技術(shù)仍在發(fā)展，但它們已經(jīng)獲得了“傳統(tǒng)單晶技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的激旋光性能”。 摻雜過(guò)渡金屬的Ⅱ-Ⅵ族中紅外激光器 20世紀(jì)90年代中期，業(yè)界首次展式了摻雜過(guò)渡金屬（如鉻、鐵）的寬禁帶Ⅱ-Ⅵ硫族化合物中紅外激光器。[6]美國(guó)阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的研究人員在最近發(fā)表的一篇綜述文章中指出，這些材料的光譜和激旋光性能“與鈦寶石在中紅外波段的性能非常類似”，這使它們對(duì)激光器的發(fā)展頗具吸引力。[7] 早期的工作集中在硒化鋅（ZnSe）上，這是由于硒化鋅研究比較成熟、成本低廉并且在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)都具有透明性。該類材料中研究最多的是Cr2+：ZnSe，能夠采用二極管泵浦，輸出波長(zhǎng)范圍1.9～3.1