亚历山大激光器是基于晶体增益介质亚历山大的掺铬固态激光器，亚历山大是Cr3+：BeAl2O4。有天然的变石宝石，但用于激光晶体的材料是人工生产的，并采用改良的Czochralski生长方法，以单晶形式生长，晶体质量很高。具有激光活性的Cr3+离子在宿主晶体中取代了铝离子；它们有两个不同的可能位置，但通常大多数离子位于所谓的镜像位置。发射波长通常在0.7微米和0.8微米之间--在许多情况下在0.75微米左右，在这里可以实现最大的激光增益和壁挂效率。大的发射带宽是过渡金属掺杂激光增益介质的典型特征。有可能在亚历山大石的基础上制造出广泛的波长可调的激光器，有时可以达到远高于0.8μm。亚历山大石是最早的几种振镜激光增益介质之一，在20世纪70年代末发现。然而，请注意，它也可以用于所谓的R线上的窄带激光，也就是说，不是在振动模式下。

亚历山大石是高度各向异性的。

亚历山大石有一个正方体晶体结构，具有低对称性。其结果是，吸收和增益特性强烈地依赖于光的偏振方向。这与该材料的强双折射一起，使得它很容易获得具有低去极化损失的线性极化发射。

亚历山大石棒不仅可以忍受高温，甚至可以在那里更好地工作。

亚历山大柱的光谱特性比Nd:YAG等的光谱特性复杂得多--不仅是由于方向性的依赖，而且还因为在较低的激光水平中声子（量化的晶格振动）的强烈参与。一个不寻常的现象是，可实现的激光增益和效率不是在低温下达到的，而是在升高的温度下，例如100-150℃。这是由于上层激光水平的激发能量略高于其下层的长效水平；因此，激光过程中涉及到一个热激发步骤。因此，脉冲变石激光器通常在激光晶体温度升高的情况下工作得更好。然而，对于连续波激光器来说，在温度升高的情况下，上态寿命的减少会降低其性能。(请注意，在脉冲泵浦和快速提取能量的情况下，上态寿命的相关性较小）。

变石的高饱和光通量--特别是对于远离遗漏最大值的波长--对于脉冲激光器的能量提取可能是一个问题。

另一个重要的实际细节是，变石的发射截面相当小，这导致了一个非常高的饱和通量。这可能使其难以有效地提取激光晶体中储存的能量；请注意，适用的腔内激光强度受到光学损伤的限制。特别是对于远离750纳米左右的最佳波长区域的脉冲操作，由于这个问题，激光器的效率会大大降低。

尽管大型变石晶体可以以高光学质量制造出来，但大光束面积的有效光学损伤阈值可能远远低于内在的损伤阈值，这可以在高质量的光斑上测量到，这些光斑被选择为特别低的散射损失。通常情况下，光学损伤是在晶体表面观察到的，而不是在块状材料中。在脉冲激光器或放大器中，适用的峰值强度或通量在很大程度上取决于晶体质量。暂时来说，高晶体质量与高Cr3+掺杂浓度相结合更难实现。

灯泵送的亚历山大激光器

亚历山大激光棒可以用非常强大的闪光灯进行泵浦，用它可以使Nd:YAG棒断裂。

在许多情况下，大约10厘米长、直径为6.3毫米（1/4英寸）的圆柱形激光棒被使用，并用一个或两个氙气闪光灯进行灯泵浦。由于这种材料具有特别高的机械和热机械强度，以及其良性的热光学特性，可以对闪光灯施加非常高的泵浦功率（通常平均功率为几千瓦）--大大超过灯泵浦的Nd:YAG激光器，例如。(有时会使用特别强大的氙灯，这将会使Nd:YAG棒断裂）。使用相对简单的激光谐振器可以很容易地获得例如1焦耳甚至几焦耳的脉冲能量，但它的光束质量相对较差--通常获得的M2系数为10或更大。

优化激光谐振器以获得更高的光束质量是可能的，但这需要更复杂的激光谐振器设计，通常会导致输出脉冲能量和功率转换效率大大降低。有可能应用不稳定的谐振器来获得功率效率和光束质量之间更好的权衡，但由于变石的发射截面较低，这种方法并不像对其他一些激光器那样有效；人们需要使用相对较低的放大率。

自由运行的脉冲激光器发出相当长的脉冲；通过Q开关，特别是通过空腔倾倒，可以实现更短的脉冲和更高的峰值功率。

在大多数情况下，使用闪光灯；泵浦脉冲能量通常为几百焦耳或几千焦耳，脉冲重复率通常很低，例如，10赫兹或30赫兹。在最简单的情况下，人们使用自由运行的激光器，产生相对较长的脉冲，例如，持续时间为数百微秒或甚至许多毫秒。通过主动或被动的Q开关，可以实现30纳秒或更短的脉冲持续时间，即暂时禁止发光，直到大量的能量被储存在激光晶体中，然后才开始发射脉冲。在这种情况下，可能的峰值功率要高得多，尽管功率转换效率要低得多。对于主动Q开关，人们通常会使用一个电光调制器。也有可能使用空腔倾倒，以实现更短的脉冲持续时间，例如几纳秒。

高效的能量提取在放大器中比在Q开关激光器中更容易实现，因为人们可以更好地控制强度曲线（例如，避免热点）。因此，主振荡器功率放大器（MOPA）的结构可以提供更好的性能，当然是以更高的复杂性为代价。请注意，用这种方法也可以在振荡器和放大器之间进行光谱过滤，这样就可以得到线宽较小的任务。

也可以用连续工作的Xe或Hg电弧灯来泵浦有机玻璃激光器，用它可以实现连续波操作，也可以用高脉冲重复率（例如几十千赫兹）的Q开关操作或模式锁定操作。

对于特别高的输出平均功率，可以使用人字形板状激光器设计，这样可以减少热引入的光束畸变。

端泵浦亚历山大激光器

将末端泵浦的方法应用于亚历山大激光器也是可能的。这在20世纪70年代末首次被尝试，使用连续波Nd:YAG激光器作为泵浦源。端部泵浦允许人们泵送有限体积的激光晶体材料，因此产生的激光束与受激体积有良好的空间重叠。因此，获得高功率转换效率和高光束质量变得非常容易，例如；另外，窄带激光泵浦可以非常好地提高功率转换效率。然而，使用一个激光器而不是一个或两个灯进行泵浦大大增加了设备的成本。因此，这种方法相对来说很少使用。

亚历山大激光器的应用

亚历山大激光器最重要的应用领域是皮肤科。例如，这种激光器被用于脱毛、去除纹身和治疗腿部可见的静脉和色素性病变。在脱毛的情况下，来自长脉冲激光的光优先被毛发轴吸收，由此产生的热量会破坏这些毛发轴和周围的毛囊（选择性光热解）。通过在治疗过程中冷却皮肤，对表皮的损害降到了最低。与Nd:YAG激光器相比，亚历山大激光器的发射波长较短，有利于去除较细的毛发，但在皮肤较黑的情况下会增加皮肤损伤的风险。(吸收主要发生在黑色素中，黑色素存在于毛发中，也存在于深色皮肤中，而在血红蛋白中吸收较少）。

纹身可以通过应用可被使用的墨水吸收的光来去除或至少淡化，然后进行化学转化并随后由身体去除。用Q开关激光器获得的短脉冲时间有利于优先加热小的墨水颗粒。与红宝石激光器相比，翠绿宝石激光器的高脉冲重复率和平均功率对这种应用是有利的。

在皮肤科应用中，自由运行的激光器的高强度脉冲通常被应用于大面积的皮肤。高脉冲能量和平均功率允许合理地缩短治疗时间。由于光束面积大，对光束质量没有特殊要求。这意味着相对简单的激光器可以用于这种目的。

由于有机玻璃的宽发射光谱使其具有相当大的波长可调性，这一点可以在激光光谱学中得到利用。然而，在这一应用领域，有机硅激光器并不经常使用，部分原因是钛蓝宝石激光器在该波长区域提供了更广泛的可调谐性，并且还表现出更大的过渡截面，这在各方面都是有利的。