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Ti:Sapphire（钛宝石）

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Ti:Sapphire（钛宝石）
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我司的Ti:sapphire晶体产品，又称钛掺杂蓝宝石晶体，化学式为Ti3+:Al2O3，是一种综合性能良好的过渡金属掺杂激光晶体。钛掺杂蓝宝石作为一种光泵浦的固态激光晶体，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。Ti 3+离子具有非常大的增益带宽，这开启了获得在短脉冲激光器中实现的非常宽的波长可调性的可能性。以 490 nm 为中心的 Ti:Sapphire 吸收带使其适用于各种激光泵浦源——氩离子、倍频 Nd:YAG 和 YLF、铜蒸气激光器。由于 3.2 μs 的荧光寿命，Ti:Sapphire 晶体可以在强大的激光系统中通过短脉冲闪光灯有效地泵浦。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。

特点 应用
  • 宽波长可调谐性
  • 宽吸收泵浦带
  • 卓越的输出效率
  • 激发态寿命短（3.2 μs）
  • 窄锁模宽度
  • 高损伤阈值
  • 优良的导热性
  • 皮肤治疗
  • 去除纹身
  • 非线性显微镜
  • 正畸粘结陶瓷
  • 多光子成像
  • 光学频率梳
  • 时间分辨光谱学
  • EUV光的产生
  • 光参量放大器OPA
  • 飞秒微加工
  • 环境监测和臭氧监测

吸收和发射光谱

钛宝石发射曲线-Ti-Sapphire-Emission-Spectrum-南京光宝-CRYLINK
钛宝石吸收曲线 钛宝石发射曲线
钛宝石FOM值趋势线  
钛宝石FOM值趋势线  

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°

光学和光谱性质

激光跃迁F3/2→F1/2
上能级寿命3.2 μs
可调谐吸收带400-600 nm
荧光发射波长范围600-1200 nm
峰值发射波长~780 nm
吸收峰488 nm
峰值受激发射截面：平行于c轴4.1x10-19cm2
峰值受激发射截面：垂直于c轴2.0x10-19cm2
795 nm 处受激发射截面2.8x10-19cm2
795 nm 处饱和通量Es=0.9J/cm2
发射线宽650-1100 nm
折射率1.77@ 532 nm; 1.76@800 nm; 1.75@1100 nm
吸收系数0.8～7.0 cm-1
损伤阈值（10ns，1064nm）10J/cm2

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1.28 × 10−5K−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/ GPa335
比热容0.1 cal/g
抗拉强度/ Mpa400
直径3-100mm
0.1％掺钛的密度4.56 × 1019cm−3

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