激光是一種新型光源，它具有很好的單色性、方向性和相干性，并且可以達到很高的亮度。與激光技術相應發展起來的各種晶體，如非線性晶體，能對激光束進行調頻、調幅、調偏及調相作用；能修正傳輸過程中激光圖像的畸變；熱電探測晶體能靈敏地探測到紅外光等。這些特性使激光很快就應用到工、農、醫和國防部門。

　　激光與稀土激光材料是同時誕生的。到目前為止，大約90%的激光材料都涉及到稀土。自從1960年在紅寶石中出現激光以來，同年就發現用摻釤的氟化鈣(CaF2:Sm2+)可輸出脈沖激光。1961年首先使用摻釹的硅酸鹽玻璃獲得脈沖激光，從此開辟了具有廣泛用途的稀土玻璃激光器的研究。1962年首先使用CaWO4:Nd3+晶體輸出連續激光，1963年首先研制稀土螯合物液體激光材料，使用摻銪的苯酰丙酮的醇溶液獲得脈沖激光，1964年找出了室溫下可輸出連續激光的摻釹的釔鋁石榴石晶體（Y3Al5O12:Nd3+），它已成為目前獲得了廣泛應用的固體激光材料，1973年首次實現銪-氦的稀土金屬蒸氣的激光振蕩。由此可見，在短短的十多年里，稀土的固態、液態和氣態都實現了受激發射。在激光工作物質中，稀土已成為一族很重要的元素。這都與它具有特殊的電子組態、眾多可利用的能級和光譜特性有關。

　　稀土激光材料可分為：固體、液體和氣體三大類。但后兩大類由于其性能、種類和用途等遠不如固體材料。所以一般說稀土激光材料通常是指固體激光材料。固體材料分為晶體、玻璃和光纖激光材料，而激光晶體又占主導地位。

　　一、稀土固態激光材料

　　1．稀土晶體激光材料

　　目前已知約有320種激光晶體，主要是含氧的化合物或含氟的化合物，其中約290種是摻入稀土作為激活離子的，即稀土激光晶體約占90.6%，稀土中已實現激光輸出的有Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等，盡管激光晶體很多，但重要的只有數十種，而實用的更少。典型的、優良的激光晶體有如下幾種：（1）稀土石榴石體系（YAG）

　　YAG是目前國內外研究、開發和應用最活躍的體系，其中摻釹釔鋁石榴石晶體（YAG∶Nd）性能，用途最廣，產量。它用作重復頻率高的脈沖激光器。近年來開發了效率更高的摻釹和鉻的釓鈧鎵石榴石。

　　（2）摻Nd的鋁酸釔體系YAlO3∶Nd(YAP∶Nd)

　　YAP屬正交晶系，具有各向異性，故可利用晶體的不同取向而得到不同的激光特性。另外YAP晶體的長生速度比YAG快。輸出功率不易飽和。其缺點是在高溫下存在相不穩定性，熱膨脹系數各向異性，致使晶體在生長過程中易出現開裂、色心和散射顆粒等缺點。（3）氟化鋰釔（YLF）激光材料

　　YLF是一種優良的激光基質，其中很多稀土激光離子都實現了激光輸出。它的優點是受光輻照后，不產生色心而變色，基質吸收的截止波長移向短波。YLF：Nd晶體熒光壽命長，發射截面積大，適合二極管的泵浦的激光晶體。