Ti:Sapphire Crystals -掺钛蓝宝石晶体
简短描述：掺钛蓝宝石(Ti:Sapphire)被广泛用于高输出功率、高增益的宽波段可调超短波脉冲的激光器。具有掺杂浓度高(a490=7.5cm-1)，增益和激光损坏阈值高。
主要优点：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 mm），窄锁模宽度，高损伤阈值，优良的导热性。
应用领域：利用钛宝石激光器输出的高功率、超短脉冲激光束，可以对各种材料进行精密加工，如打孔、切割、焊接，医疗领域也有应用，如激光手术、激光治疗等。钛宝石晶体还可用于激光雷达、激光光谱学、光参量放大等领域。
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。
详细描述
Ti:Sapphire Crystals，又称钛掺杂蓝宝石晶体，化学式为Ti3+:Al2O3，是一种综合性能优良的过渡金属掺杂激光晶体。该晶体具有六方晶系结构，晶格常数a=4.758Å，c=12.991Å，密度为3.98 g/cm³，熔点高达2040℃，莫氏硬度为9，热导率为52 W/m/k，显示出优异的物理特性。
钛宝石晶体的显著特点在于其宽波长可调谐性，可调谐范围通常为650-1100nm，峰值为800nm，是波长可调谐激光晶体中最宽的一种。此外，它还具有宽吸收泵浦带、卓越的输出效率、激发态寿命短（约3.2毫秒）、窄锁模宽度、高损伤阈值以及优良的导热性等特点。
优点
宽波长可调谐性：钛宝石晶体能够在较宽的波长范围内进行调谐，满足多种应用需求。
高饱和功率：由于其高饱和功率特性，钛宝石晶体通常用作灯、氩离子激光器或频双抽钕钇铝石榴石激光器等设备的关键组件。
超短脉冲输出：采用自锁模技术，钛宝石激光器能够直接输出脉宽小于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。
高损伤阈值：能够承受高功率激光束而不易损坏，适用于高功率激光系统。
优良的导热性：有助于降低晶体在工作过程中的热效应，提高激光器的稳定性和寿命。
应用领域
超快激光技术：钛宝石晶体在超快激光技术中发挥着重要作用，广泛应用于飞秒激光脉冲的产生和放大。
材料加工：利用钛宝石激光器输出的高功率、超短脉冲激光束，可以对各种材料进行精密加工，如打孔、切割、焊接等。
科学研究：在物理、化学、生物等科学领域，钛宝石激光器被用于光谱学、非线性光学、量子光学等研究。
医疗领域：钛宝石激光器在医疗领域也有应用，如激光手术、激光治疗等。
其他领域：此外，钛宝石晶体还可用于激光雷达、激光光谱学、光参量放大等领域。
基本参数：
| 分子式 | Ti3+:Al2O3 |
| 晶体结构 | 六方晶系 |
| 晶格常数 | a=4.758 Å，c=12.991 Å |
| 密度 | 3.98 g/cm3 |
| 熔点 | 2040 ℃ |
| 莫氏硬度 | 9 Mohs |
| 热导率 | 52 W/m/k |
| 比热 | 0.42 J/g/K |
| 激光产生 | 四能级 |
| 荧光寿命 | 3.2 μs（T=300 K） |
| 调谐范围 | 660-1050 nm |
| 吸收范围 | 400-600 nm |
| 发射峰 | 795 nm |
| 吸收峰 | 488 nm |
| 折射率 | 1.76 @ 800 nm |
| 峰值截面 | 3~4×10-19 cm2 |
| 热膨胀系数 | 8.40×10-6 /℃ |
