В твердотельных лазерах активная среда создают ионы, в небольшом количестве присутствуют в стекле или в кристалле. Используются металлические ионы, или ионы редкоземельных металлов. Инверсия
создается с помощью оптической накачки. Проще всего реализуется твердотельный лазер, работающий в импульсном режиме.
При измерении расстояний импульсным методом в спутниковой геодезии широкое распространение получили рубиновый и неодимовый лазеры, поэтому остановимся подробнее на этих лазерах.
Рубин представляет собой окись алюминия Al2O3, легированный окисью Сг203 . Лазерный переход формируют ионы хрома, а кристаллическая решетка окиси алюминия служит основой для введения атомов хрома.
Рубиновый лазер работает только в импульсном режиме, потому что вследствие отсутствия узкополосных источников накачки большая часть энергии накачки идет не на заполнение нужных уровней, а переходит в тепло. Таким образом кристалл рубина требует охлаждения.
В неодимовому лазере как активные ионы используют трехвалентные ионы неодима (Nd+++).
В данном случае речь идет о типичной четырехуровневую систему. Процесс возбуждения такой, как и в трехуровневом лазере.
Различия излучения твердотельных лазеров находится в пределах
0,5 градусов.