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1.2 人工晶体的重要性与分类
人类发展的历史就是一部人类对材料的使用发展史。在原始社会,人类只会使用简单材料如木头、石头等作工具。慢慢发展,人类学会了使用青铜器、铁器等。材料的不断更新,促进着人类社会的不断发展与变革。人们常常用材料来划分历史时期,如“石器时代”“青铜器时代”“铁器时代”等,可见材料在人类发展过程中的重要性。人工晶体的研制与使用,同样在科技领域内起到了关键的作用。
用压电水晶制作的谐振器应用于发报机,在第一次世界大战时已出现,二战时被普遍采用,它开创了现代通信新时代。
硅单晶及集成技术的成功,把人类带入方兴未艾的现代计算机时代。计算机的运算速度越来越快,量子计算机、光子计算机等采用新运算方式的计算机也将出现,硅单晶在计算机中的重大贡献不容置疑。
1960年,红宝石 (Al2O3:Cr3+)晶体中首次实现激光输出,标志着光电子时代的来临。1990年代矾酸钇晶体(YVO4:Nd)出现,固体激光的发展进入全固态激光新时期。
伴随着科学技术的飞速发展,当今社会已全面进入以计算机、网络和通信等光技术为代表的信息时代,光子将逐渐取代电子成为新的重要信息载体。作为信息功能材料主体的电子、光电子、光子材料是新材料中最活跃的领域。随着晶体生长技术和理论的逐渐完善,以及研究领域的不断拓宽,人工晶体在现代科技发展中起的作用也将越来越重要。