Ti:Saphir kristall
Haupteigenschaften
- Hervorragende Wärmeleitfähigkeit
- Breites Verstärkerband
- Große Auswahl an möglichen Pumpwellenlängen (normalerweise 532 nm)
- Kundenspezifische Kristalle auf Anfrage erhältlich
Anwendungsbeispiele
- Modengekoppelte Laser mit ultrakurzen Pulsen
- Multipass-Verstärker und regenerative Verstärker
- Beschreibung
- Eigenschaften
- Absorptions- und Emissionskurven
- Standardspezifikationen
Mit Titan dotierter Saphir (Ti3+:Al2O3) ist ein vielgenutzter mit Übergangsmetallen dotierter Laserkristall. Das Ion Ti3+ hat eine breites Verstärkerband, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, die Justierung der Wellenlänge von Lasern mit kurzen Pulsen über einen breiten Bereich vorzunehmen. Um Kristalle von guter optische Qualität zu erhalten, sollte die Dotierung mit Ti3+ in der Konzentration nicht über 0,25 at.% liegen. Daher müssen Kristalle, die mehrere Milimeter dick sind, verwendet werden. Der Kristall zeichnet sich durch eine kurze Lebensdauer des Anregungszustands und hohe Sättigungsleistung aus. Alle diese Umstände machen die Verwendung von stark fokussierter Pumpstrahlung erforderlich.
| Spectroscopic and thermo-mechanical properties | |
|---|---|
| Absorption peak wavelength | ~500 nm |
| Absorption cross-section at peak wavelength | 38×10-20 cm2 |
| Laser wavelength | 790 (670-1070) nm |
| Lifetime of energy level | 3,2 μs |
| Emission cross-section @790 nm | 41×10-20 cm2 |
| Refractive index @800 nm | 1,76 |
| Crystal structure | hexagonal |
| Density | 3,98 g/cm3 |
| Mohs hardness | 9 |
| Thermal conductivity | 33 Wm-1K-1 |
| dn/dT | 13×10-6 K-1 |
| Thermal expansion coefficient | 5×10-6 K-1 |
| Typical doping level | 0,1-0,25 at.% |
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Ti:Sapphire crystals
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|---|---|
| Orientation | a-cut |
| Absorption | 90-95% of 532 nm pump radiation |
| Figure of merit | >150 (for 15 mm and longer crystals) |
| Clear aperture | >90% |
| Face dimensions tolerance | +0,0/-0,1 mm |
| Length tolerance | ±0,1 mm |
| Parallelism error | <30 arcsec |
| Perpendicularity error | <10 arcmin |
| Protective chamfers | <0,15 mm at 45˚ |
| Surface quality | 10-5 S-D |
| Surface flatness | <λ/10@632,8 nm (for 6x6 mm and smaller crystals) |
| Wavefront distortion | λ/4@632,8 nm |
| Coatings | AR(R<1%)@532 nm + AR(R<0,3%)@750-850 nm on both faces |
| LIDT | >2 J/cm2@800 nm, 300 ps |
| Mount | Unmounted |