Definizione: il mezzo di guadagno è drogato con ioni di metalli di transizione. Alcuni mezzi di guadagno laser a stato solido sono drogati con ioni di metalli di transizione e le transizioni coinvolte sono quelle degli elettroni nel guscio tridimensionale. La Figura 1 mostra gli ioni di metalli di transizione comunemente usati e il loro supporto host.
Alcuni ioni laser unici sono gli ioni di cobalto Co2+, gli ioni di nichel Ni2+ e gli ioni di ferro Fe2+.
Una proprietà comune degli ioni dei metalli di transizione è che le corrispondenti larghezze di banda di assorbimento e transizione laser sono molto ampie, quindi è possibile ottenere una larghezza di banda di guadagno molto ampia. Ciò è dovuto alla forte interazione tra transizioni elettroniche e fononi, che causa l'allargamento isotropico. Gli ioni di metalli di transizione laser-attivi di solito usano i cristalli piuttosto che i vetri come mezzo ospite perché i cristalli sono più termicamente conduttivi e anche l'allargamento anisotropico delle specie vetrose è sfavorevole.
I laser più importanti basati su mezzi di guadagno di ioni metallici di transizione sono i laser Ti:Sapphire, ma ci sono anche molti laser che utilizzano mezzi di guadagno drogati con cromo, come Cr4+:YAG o Cr3+:LiSAF. I laser meno comuni sono Co2+:MgF2, Co2+:ZnF2 e Ni2+:MgF2.
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