钛宝石激光晶体

来源：发布时间：2020-05-25 37

钛掺杂蓝宝石（Ti³⁺:Sapphire）作为一种光抽运的固态激光晶体，广泛应用于波长可调谐激光器中，可调谐范围为 650-1100nm，峰值为 800nm，是波长可调谐激光晶体中最宽的一种。钛宝石的上态寿命短至 3.2 毫秒，由于其高饱和功率，一般用作灯、氩离子激光器或频双抽钕钇铝石榴石激光器等。采用自锁模技术，钛宝石激光器可以直接输出脉宽小于 6.5fs 的激光脉冲，这是所有直接从谐振腔输出的激光器中最窄的激光脉冲。通过双频技术，激光束的波长可以覆盖从蓝色到深紫外的宽波段，生产的 193nm 激光已用于光刻机。

材料规格

材料	Ti³⁺:Al₂O₃
浓度	(0.05~0.35) wt%
取向	A轴在5°内，E矢量平行于C轴
平行性	30〞
垂直性	5ˊ
品质因数（FOM）	100~300
波前失真	<λ /4@632 nm
表面平整度	<λ/8@632 nm
通光孔径	>90%
表面质量	10^-5(MIL-PRF-13830B)
镀膜	Standard coating is AR with R < 5.0% each
	face @532 nm and R < 0.5% each face,
	from 650 nm to 850 nm. Custom coatings
倒角	<0.2×45°

物理和化学特性

晶体结构	六方晶系
密度	3.98 g/cm³
熔点	2040 °C
导热系数	33 W / (m K)
折射率温度系数	13 × 10⁻⁶K⁻¹
抗热震参数	790 W/m
热膨胀	≈ 5 × 10^-6K^-1
硬度（莫氏）	9
杨氏模量/ GPa	335
比热容	0.1 cal/g
抗拉强度/ Mpa	400
直径	4-12mm
0.1％掺钛的密度	4.56 × 10¹⁹cm⁻³

光学和光谱性质

激光跃迁	F_3/2→F_1/2
激光波长	660-1200 nm
中心发射	800 nm
可调谐吸收带	400-600 nm
吸收峰	488 nm
发射截面@ 790 nm	41 × 10-20 cm²
荧光寿命	3.2 ms
发射线宽	650-1100 nm
折射率@ 633 nm	1.77@ 532 nm; 1.76@800 nm; 1.75@1100 nm
吸收系数	0.5～6.0 cm^-1

吸收和发射光谱

钛宝石吸收曲线-Ti-Sapphire-Absorption-Spectrum-南京光宝-CRYLINK 钛宝石发射曲线-Ti-Sapphire-Emission-Spectrum-南京光宝-CRYLINK

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