激光是一种新型光源，它具有很好的单色性、方向性和相干性，并且可以达到很高的亮度。与激光技术相应发展起来的各种晶体，如非线性晶体，能对激光束进行调频、调幅、调偏及调相作用；能修正传输过程中激光图像的畸变；热电探测晶体能灵敏地探测到红外光等。这些特性使激光很快就应用到工、农、医和国防部门。

激光与稀土激光材料是同时诞生的。到目前为止，大约90%的激光材料都涉及到稀土。自从1960年在红宝石中出现激光以来，同年就发现用掺钐的氟化钙(CaF2:Sm2+)可输出脉冲激光。1961年首先使用掺钕的硅酸盐玻璃获得脉冲激光，从此开辟了具有广泛用途的稀土玻璃激光器的研究。1962年首先使用CaWO4:Nd3+晶体输出连续激光，1963年首先研制稀土螯合物液体激光材料，使用掺铕的苯酰丙酮的醇溶液获得脉冲激光，1964年找出了室温下可输出连续激光的掺钕的钇铝石榴石晶体（Y3Al5O12:Nd3+），它已成为目前获得了广泛应用的固体激光材料，1973年首次实现铕-氦的稀土金属蒸气的激光振荡。由此可见，在短短的十多年里，稀土的固态、液态和气态都实现了受激发射。在激光工作物质中，稀土已成为一族很重要的元素。这都与它具有特殊的电子组态、众多可利用的能级和光谱特性有关。

稀土激光材料可分为：固体、液体和气体三大类。但后两大类由于其性能、种类和用途等远不如固体材料。所以一般说稀土激光材料通常是指固体激光材料。固体材料分为晶体、玻璃和光纤激光材料，而激光晶体又占主导地位。

稀土材料是激光系统的心脏，是激光技术的基础，由激光而发展起来的光电子技术，不仅广泛用于军事，而且在国民经济许多领域，如光通讯、医疗、材料加工（切割、焊接、打孔、热处理等）、信息储存、科研、检测和防伪等方面获得广泛应用，形成新产业。在军事上，稀土激光材料广泛应用于激光测距、制导、跟踪、雷达、激光武器和光电子对抗、遥测、精密定位及光通讯等方面。提高和改变各军种和兵种的作战能力和方式，在战术进攻和防御中起重大作用。高功率激光材料可装备激光致盲武器，以及光电对抗等武器。光发射二极管（LED）泵浦的激光晶体制成的激光器输出光束质量好，非线性移频效率高，可把毫瓦级的激光移频到蓝光、绿光和红光区，用于光存贮、显示、遥感、雷达和科研等。


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我国稀土资源非常丰富，产量居世界第二位。目前世界用于陶瓷、玻璃工业中的稀土元素，是指位于元素周期表中第三族、第六周期中的镧系元素，也包括性质相似的钪和钆在内各种元素的合称。稀土元素的化学活性很强，能生成极为稳定的氧化物、卤化物、硫化物等。在较低的温度下，它又能与氢、氮、磷、碳及其它元素作用生成各种化合物。稀土元素的氧化物是呈各种粉状物质，经高温煅烧，不溶于水，难溶于酸，是优良的釉用原料。

稀土元素的电子层结构特殊，由于外层电子的屏蔽作用，使稀土元素的离子或溶解于氧化物中的稀土，都能显示各自的颜色。另外，稀土元素的电子层多而复杂，电子受光激发后，增加跳跃的电子。所以，稀土元素的光谱线就长于过硫金属元素的光谱线，电子能级和谱线都比其它元素更多种多样化。它们可以吸收或发射从紫外光、可见光到红外光区域的各种波长电磁辐射。因此，稀土元素呈色多姿多彩，且颜色纯净，光透性强，有些元素还有变色效应，可作为陶瓷釉料中的变色剂。

稀土元素的陶瓷上的应用，主要就是利用了稀土独特的光学性能，来作为着色或助色原料。

陶瓷上使用稀土的历史，最早可追溯到我国的龙泉青瓷。龙泉青瓷原料中使用的紫金土中，就含有微量的镧、镱、钆等稀土元素，由于镧、镱、钆和铜、铁、钴等离子进行组合，出现了新的吸收光谱，因而获得了晶莹润泽、表翠如玉的釉色，达到青瓷历史上的最高水平。

稀土中的镨最早应用于玻璃、陶瓷制品中。它在陶瓷中是一种稳定纯正、着色力强的釉用原料。它在还原中烧成，呈无色；在氧化中烧成，呈鲜艳的向阳黄，即镨黄。氧化镨还可与五氧化二钡配置成艳丽明快的苹果绿，称为镨绿，镨绿混合着色为灰色，再加入硒化锌为淡紫色；镨绿混合加入少量钴，使釉色呈鲜艳的亮灰色。

稀土中镧在瓷釉中呈白色，可使釉面晶莹光泽，起到光泽剂的作用；铈在瓷釉中呈黄色，铈还可制成白度很高、遮盖力强的陶瓷乳浊剂，遮盖能力优于锌、锆等乳浊剂，使釉面光泽莹润，还能减少龟裂；铈钛的系列颜料，不仅呈现黄色系列，还可与其它色素配合得到绿、琥珀、灰等颜色；稀土中的钐在陶瓷釉料中，可作黑釉的助色剂。

在陶瓷釉料中引入稀土中的钕元素，可使产品具有变色效应，在不同光源在照射下，使产品呈赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫六种变换的颜色。如在结晶釉中引入变色剂钕，可使结晶花更具迷人效果。稀土中的铒也变色效应，而且比钕混合作用，由于着色离子色调的加合作用，会有更多的可变色调，使变色效果愈趋丰富。总之，稀土在陶瓷中的应用研究，在我国万兴未艾，应用前景非常广阔，但尚有诸多课题，有待进一步深入而加以利用。


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钐矿，钐以及接着发现的钆、镨、钕都是从当时被认为是一种稀土元素的didymium中分离出来的。由于它们的发现，didymium不再被保留。而正是它们的发现打开了发现稀土元素的第三道大门，是发现稀土元素的第三阶段。但这仅是完成了第三阶段的一半工作。确切的说应该是打开了铈的大门或完成了铈的分离，另一半就将是打开钇的大门或是完成钇的分离。


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稀土离子独特的外层电子结构，使得其在形成有机或无机化合物后，容易吸收近紫外光的激发，因而发射出相应于中心离子的可见荧光发射。稀土转光膜，是利用有机配体对紫外光的高吸收，稀土离子的高发光效率，并把稀土有机配合物分散到现有的多功能农膜中研制而成的，具有荧光转换发光功能的农用高分子材料。稀土转光膜可以将太阳光中对作物生长不利的紫外光的绝大部分转变为植物光合作用能直接利用的红橙光，通过改进作物的光照质量，进而提高作物体内的叶绿素含量。因此，与普通膜相比，能明显的提高农作物的光合作用强度、提高地温和棚温、降低作物病情指数和果实中硝酸盐含量、加快生育过程、提高作物产量7%～48%、增加果实中维生素C、胡萝卜素和可溶性糖的含量。

中国目前已成为世界最大的农膜市场，据国家统计部门统计，我国每年约需使用100多万吨农膜，其中农用地膜平均年用量已超过30万吨。据有关部门预测，到2002年我国农膜的使用面积已从占耕地面积总数的4.7%提高到6%。由于我国很多地区将大幅度调整农业种植结构，经济类作物种植面积增加，粮食作物大面积减少，而大多数经济类作物需由农膜育苗，多功能农膜比以往有望增长20%左右，普通膜需求量则将下降15%左右，其中多功能温室棚膜的应用比例将提高30%以上。稀土转光膜是在多功能农膜的基础之上，又增加了转光的功能，可广泛地应用于农业，发展潜力巨大。

转光材料在工业、医药学及其它高技术领域也有广阔的发展前景。随着地球上空臭氧层逐渐稀薄，南极上空臭氧空洞逐渐扩大，人们对紫外线的辐射日益关切。转光技术应用于玻璃、阳光板、纺织纤维中，可以有效吸收并转换日光中紫外线，改善光照条件，减少紫外线的辐射。此外，稀土转光材料还可以用在化学分析、显示器件、稀土生物大分子荧光探针和稀土生物分子的荧光标记等方面。因此，稀土转光材料具有广阔的市场潜力和巨大的社会经济效益。


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