激光晶体所用的激活离子主要为过渡族金属离子和三价稀土离子。过渡族金属离子的光学电子是处于外层的3d电子，在晶体中这种光学电子易受到周围晶场的直接作用，所以在不同结构类型的晶体中，其光谱特性有很大差异。三价稀土离子的4f电子受到5s和5p外层电子的屏蔽作用，使晶场对其作用减弱，但晶场的微扰作用使本来禁戒的4f电子跃迁成为可能，产生窄带的吸收和荧光谱线。所以三价稀土离子在不同晶体中的光谱不像过渡族金属离子变化那么大。
激光晶体所用的基质晶体主要有氧化物和氟化物。作为基质晶体除要求其物理化学性能稳定，易生长出光学均匀性好的大尺寸晶体，且价格便宜，但要考虑它与激活离子间的适应性，如基质阳离子与激活离子的半径、电负性和价态应尽可能接近。此外，还要考虑基质晶场对激活离子光谱的影响。对于某些具有特殊功能的基质晶体，掺入激活离子后能直接产生具有某种特性的激光，如在某些非线性晶体中，激活离子产生激光后通过基质晶体能直接转换成谐波输出。
激光棒专业名词YAG晶体。可分为：Nd：YAG晶体、Ce：Nd：YAG晶体、Yb：YAG晶体 在激光打标机及其他工业激光设备上用的激光棒一般都是ND:YAG晶体。
激光棒是以钇铝石榴石晶体为基质的一种固体激光器 。钇铝石榴石的化学式是Y3 Al5 O15 ,简称为YAG。在YAG基质中掺入激活离子Nd3+ (约1%)就成为Nd:YAG。实际制备时是将一定比例的Al2 O3 、Y2 O3 和NdO3 在单晶炉中熔化结晶而成。Nd:YAG属于立方晶系, 是各向同性晶体。
由于Nd:YAG属四能级系统, 量子效率高, 受激辐射面积大, 所以它的阈值比红宝石和钕玻璃低得多。又由于Nd:YAG晶体具有优良的热学性能, 因此非常适合制成连续和重频器件。它是目前在室温下能够连续工作的唯一固体工作物质，在中小功率脉冲器件中, 目前应用Nd:YAG的量远远超过其他工作物质。
和其他固体激光器 一样, 激光棒基本组成部分是激光工作物质、泵浦源和谐振腔。不过由于晶体中所掺杂的激活离子种类不同, 泵浦源及泵浦方式不同, 所采用的谐振腔的结构不同,以及采用的其他功能性结构器件不同,YAG激光器又可分为多种, 例如按输出波形可分为连续波YAG激光器、重频YAG激光器和脉冲激光器等; 按工作波长分为1.06μmYAG 激光器 、倍频YAG激光器、拉曼频移YAG 激光器 (λ=1.54μm)和可调谐YAG 激光器 (如色心激光器)等; 按掺杂不同可分为Nd:YAG激光器、掺Ho、Tm、Er等的YAG激光器; 以晶体的形状不同分为棒形和板条形YAG 激光器 ;根据输出功率(能量)不同, 可分为高功率和中小功率YAG激光器等。形形色色的YAG 激光器 , 成为固体激光器中最重要的一个分支。
激光打标机常用激光棒尺寸一般为Φ3X67, Φ3X120,Φ3X125,Φ3X140.以及Φ4X67，Φ4X120，Φ4X140.其Φ4表示激光棒的外径尺寸。而后面的数值则表示激光棒的总长。
激主要技术参数：
Nd离子浓度： | 0.5-1.2 at% |
结晶方向: | <111> ± 5° or <100> ± 5° |
端面平面度： | < λ/10(@632.8nm) |
端面平行度： | ≤ 10" |
端面与轴线垂直度： | ≤ 5 ′ |
应用范围： | 1064nm脉冲、连续激光器 |
光学质量: | 干涉条纹≤ 0. 25 λ /inch 消光比Ф3-Ф6.35 ≥ 28dB Ф7-Ф10 ≥ 25dB |
尺寸公差： | 直径: ±0.05mm 长度: ±0.5mm 切面 : 0.07+0.005/-0.00" at 45° |
增透膜剩余反射率： | ≤ 0.2% (@1064nm) |
反射膜反射率： | >99.8%@1064nm R<5%@808nm |
激光特性: | 长脉冲点效率:3.3%(灯泵,20j输入), 长脉冲斜效率4.2% |
常用棒尺寸：
直径 3mm，长度 50mm
直径 3mm，长度 60mm
直径 3mm，长度 110mm
直径 4mm，长度 50mm
直径 4mm，长度 60mm
直径 4mm，长度 110mm
直径 4mm，长度 120mm
直径 5mm，长度 110mm
直径 5mm，长度 140mm
直径 5mm，长度 150mm
直径 6mm，长度 110mm
直径 6mm，长度 150mm
直径 10mm，长度 160mm
