钛蓝宝石晶体的光谱特性和性能参数，Ti：Sapphire晶体
Optogama钛蓝宝石激光晶体(Ti3+:AI203)具有非常大的增益带宽(670-1070nm)和优良的热导率，用于超短脉冲的产生和宽波长可调谐激光器。
Ti:蓝宝石激光晶体的吸收和发射光谱如图1所示，钛蓝宝石晶体基本的光谱学和理化性质总结在表1中。
图1钛蓝宝石激光晶体的吸收和发射光谱
图2 Ti：Sapphire晶体毛坯的图示
|
吸收峰波长 |
488nm |
|
峰值波长吸收截面 |
3.8×10-19cm2 |
|
激光波长 |
790（670-1070）nm |
|
能级寿命 |
3.2μs |
|
发射截面@790nm |
4.1×10-19cm2 |
|
折射率@800nm |
1.76 |
|
晶体结构 |
六角形 |
|
密度 |
3.98g/cm3 |
|
莫氏硬度 |
9 |
|
导热系数 |
33Wm-1K-1 |
|
dn/dT |
13×10-6K-1 |
|
热膨胀系数 |
13×10-6K-1 |
|
典型的掺杂水平 |
0.05-0.3% |
表1 Ti:蓝宝石晶体的光谱和理化性质
钛蓝宝石激光器泵浦源
Ti:蓝宝石激光器的泵浦源包括倍频二极管泵浦Nd激光器、倍频光纤激光器和光泵浦半导体激光器(OPSL)。
高功率InGaN基半导体二极管激光器的发展为泵浦Ti:蓝宝石激光器开辟了新的可能性。InGaN二极管激光器可以大大降低钛蓝宝石系统的复杂性、尺寸和成本。关于InGaN二极管泵浦Ti：Sapphire晶体激光器优化设计指导可以在参考文献[1]中找到，其中考虑了一些意想不到的行为，特别是450nm泵浦。
来自Optogama的钛蓝宝石激光晶体的特征
-钛掺杂量为0.05%-0.03%
-吸收系数为0.2-7.5cm-1@532nm (E//c轴)
-FOM（光学质量因子）在高掺杂材料中为150，在低掺杂材料中大于200。晶体经过强还原气氛退火处理以实现Ti3+和Ti4+离子的良好平衡。
-我们可以选择使用校正磁磁共振抛光技术来改善透射波前畸变到<λ/4@632.8nm
-标准表面质量为10-5S-D，控制精确的尺寸公差
-大尺寸可达110 x 110 x 40毫米
抗反射镀膜
-窄带和宽带设计
-采用真空和低温环境下的涂层设计和沉积工艺
-激光诱导损伤阈值
->7J/cm2@532nm，5ns,10Hz
->2J/cm2@800nm,300ps,10Hz
图3 宽带镀膜
图4 尺寸50x50mm，Ti:蓝宝石晶体平面度干涉图
图5 我们标准60x20mm晶体的表面粗糙度(<1 ÅPV)测量结果
参考文献
PETER F. MOULTON, JEFFREY G. CEDERBERG, KEVIN T. STEVENS, GREG FOUNDOS, MICHAL KOSELJA, AND JANA PRECLIKOVA4 „Optimized InGaN-diode pumping of Ti:Sapphire crystals“, Optical Materials Express, 2019, Vol.9, No 5, PP.2131-2146.
