激光晶體可將外界提供的能量通過(guò)光學(xué)諧振腔轉(zhuǎn)化為在空間和時(shí)間上相干的具有高度平行性和單色性激光的晶體材料。是晶體激光器的工作物質(zhì)。激光晶體由發(fā)光中心和基質(zhì)晶體兩部分組成。大部分激光晶體的發(fā)光中心由激活離子構(gòu)成，激活離子部分取代基質(zhì)晶體中的陽(yáng)離子形成摻雜型激光晶體。激活離子成為基質(zhì)晶體組分的一部分時(shí)，則構(gòu)成自激活激光晶體。
激光晶體所用的激活離子主要為過(guò)渡族金屬離子和三價(jià)稀土離子。過(guò)渡族金屬離子的光學(xué)電子是處于外層的3d電子，在晶體中這種光學(xué)電子易受到周?chē)?chǎng)的直接作用，所以在不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型的晶體中，其光譜特性有很大差異。三價(jià)稀土離子的4f電子受到5s和5p外層電子的屏蔽作用，使晶場(chǎng)對(duì)其作用減弱，但晶場(chǎng)的微擾作用使本來(lái)禁戒的4f電子躍遷成為可能，產(chǎn)生窄帶的吸收和熒光譜線(xiàn)。所以三價(jià)稀土離子在不同晶體中的光譜不像過(guò)渡族金屬離子變化那么大。
激光晶體所用的基質(zhì)晶體主要有氧化物和氟化物。作為基質(zhì)晶體除要求其物理化學(xué)性能穩(wěn)定，易生長(zhǎng)出光學(xué)均勻性好的大尺寸晶體，且價(jià)格便宜，但要考慮它與激活離子間的適應(yīng)性，如基質(zhì)陽(yáng)離子與激活離子的半徑、電負(fù)性和價(jià)態(tài)應(yīng)盡可能接近。此外，還要考慮基質(zhì)晶場(chǎng)對(duì)激活離子光譜的影響。對(duì)于某些具有特殊功能的基質(zhì)晶體，摻入激活離子后能直接產(chǎn)生具有某種特性的激光，如在某些非線(xiàn)性晶體中，激活離子產(chǎn)生激光后通過(guò)基質(zhì)晶體能直接轉(zhuǎn)換成諧波輸出。激光棒專(zhuān)業(yè)名詞YAG晶體?？煞譃椋篘d：YAG晶體、Ce：Nd：YAG晶體、Yb：YAG晶體在激光打標(biāo)機(jī)及其他工業(yè)激光設(shè)備上用的激光棒一般都是ND:YAG晶體。  激光棒是以釔鋁石榴石晶體為基質(zhì)的一種固體激光器。釔鋁石榴石的化學(xué)式是Y3
Al5 O15 ,簡(jiǎn)稱(chēng)為YAG。在YAG基質(zhì)中摻入激活離子Nd3 (約1%)就成為Nd:YAG。實(shí)際制備時(shí)是將一定比例的Al2
O3、Y2
O3和NdO3在單晶爐中熔化結(jié)晶而成。Nd:YAG屬于立方晶系,是各向同性晶體。  由于Nd:YAG屬四能級(jí)系統(tǒng),量子效率高,受激輻射面積大,所以它的閾值比紅寶石和釹玻璃低得多。又由于Nd:YAG晶體具有優(yōu)良的熱學(xué)性能,因此非常適合制成連續(xù)和重頻器件。它是目前在室溫下能夠連續(xù)工作的唯一固體工作物質(zhì)，在中小功率脈沖器件中,目前應(yīng)用Nd:YAG的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他工作物質(zhì)。  和其他固體激光器一樣,激光棒基本組成部分是激光工作物質(zhì)、泵浦源和諧振腔。不過(guò)由于晶體中所摻雜的激活離子種類(lèi)不同,泵浦源及泵浦方式不同,所采用的諧振腔的結(jié)構(gòu)不同,