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钛蓝宝石晶体的光谱特性和性能参数,Ti:Sapphire晶体

作者: 时间:2024-03-27

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。

1钛蓝宝石激光晶体的吸收和发射光谱


2 TiSapphire晶体毛坯的图示


吸收峰波长

488nm

峰值波长吸收截面

3.8x10-19cm2

激光波长

790670-1070nm

能级寿命

3.2μs

发射截面@790nm

4.1x10-19cm2

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

13x10-6K-1

热膨胀系数

13x10-6K-1

典型的掺杂水平

0.05-0.3%

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TiSapphire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)

-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+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

3 宽带镀膜


4 尺寸50x50mmTi:蓝宝石晶体平面度干涉图


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.




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