Définition : Le milieu amplificateur est dopé avec des ions de métaux de transition. Certains milieux de gain laser à semi-conducteurs sont dopés avec des ions de métaux de transition, et les transitions impliquées sont celles des électrons dans la coque tridimensionnelle. La figure 1 montre les ions de métaux de transition couramment utilisés et leur support hôte.
Certains ions laser uniques sont les ions cobalt Co2+, les ions nickel Ni2+ et les ions fer Fe2+.
Une propriété commune des ions de métaux de transition est que les largeurs de bande d'absorption et de transition laser correspondantes sont très larges, de sorte qu'une très grande largeur de bande de gain peut être obtenue. Cela est dû à la forte interaction entre les transitions électroniques et les phonons, provoquant un élargissement isotrope. Les ions de métaux de transition actifs au laser utilisent généralement des cristaux plutôt que des verres comme milieu hôte car les cristaux sont plus conducteurs thermiquement et l'élargissement anisotrope des espèces vitreuses est également défavorable.
Les lasers les plus importants basés sur des milieux de gain d'ions de métaux de transition sont les lasers Ti:Sapphire, mais il existe également de nombreux lasers utilisant des milieux de gain dopés au chrome, tels que Cr4+:YAG ou Cr3+:LiSAF. Les lasers moins courants sont Co2+:MgF2, Co2+:ZnF2 et Ni2+:MgF2.
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