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Ti宝石激光晶体 钛宝石（Ti ：sapphire ，Ti3 ＋：Al2O3）是当今最优秀的可调谐激光晶体，调谐 带宽：660nm~1100nm，吸收带位于 400~600nm ，峰值吸收在 490nm附近表征晶 体质量除按光学晶体要求外，一个重要的指标是晶体的品质因素（figure of merit, 简称 FOM ） FOM 定义为：FOM= α490∏/ α800∏，α490∏、α800∏分别 表示晶体在 490nm和 800nm对∏偏振光的吸收系数 Ti:sapphire激光跃迁的上 能级寿命 3us掺钛宝石晶体的荧光光谱宽，发射截面大，导热性好，硬度高， 物化性能稳定，被公认是最好的可调谐激光晶体掺钛蓝宝石激光器是迄今为止输出光谱在近红外波段调谐范围最宽的固体激光器之一,若辅之以非线性光学频率变换技术,制成准相位匹配光学参量振荡器,通过调整相关参数,可以得到高输出功率、高效率、可调谐波长范围大、寿命长、结构紧凑而体积小的红外可调谐光源,满足光通讯、红外对抗、环境监测、及光谱学研究等诸多领域的应用需求在基质晶体中掺入三价钛离子而形成的输出激光可调谐激光晶体。

六方晶系熔点2050℃空间群D36d-R3C ，硬度 9，仅次于金刚石晶体具有宽的吸收带(400～ 600nm)、宽的发射带(650 ～1200nm) 和大的发射截面(3× 10-19cm2) ，荧光寿命3.2μs采用焰熔法、提拉法、区熔法、热交换法等方法制备军事上用于遥感、雷达，工业上用于激光加工等这是一种以 ti:al2o3晶体为激光介质的固体激光器(简称 ti:s激光器 ) 它以调 谐范围宽 (670nm～1200nm) 、输出功率 ( 或能量 )大、转换效率高、运转方式多等 诸多优异特性而倍受青睐， 成为固体可调谐激光器中迄今为止发展最为迅速、最 为成熟、最为实用，而且应用也最为广泛的一种a， 连续运转钛宝石激光器纯连续运转钛宝石激光器最先是通过氩离子激 光器泵浦实现的其后使用铜蒸汽激光器、yag 激光器等泵浦均获得连续激光输 出功率可达几十瓦， 转换效率最高可达 40% ， 波长可调谐范围为700nm ～900nm 此外，利用上述几种激光器还获得khz 量级的准连续激光输出 例如，在我国利 用绿光泵浦获得 5w以上的准连续激光输出，转换效率为30% 以上b， 脉冲运转钛宝石激光器这方面的研究工作很多，早期，泵浦源一般为 闪光灯、闪光灯泵浦的染料激光器、 调 q 倍频 nd:yag 或 nd:ylf激光器等。

获得 的激光脉冲宽度在几十ns 量级由于钛宝石晶体具有极宽的增益轮廓，因此， 通过锁模运转获得极窄的超短光脉冲已成为广泛关注的研究热点主动锁模获得 超短脉冲，其脉宽可达到近100fs ，如使用棱镜式声光调制器，既做锁模器又是 调谐器，可产生近100nm调谐范围的超短光脉冲在被动锁模中，多采用ddi 与 hitci染料做可饱和吸收体， 已得到 50fs ～100fs 脉宽的实验结果 此外，还 研究和实现了同步泵浦锁模和碰撞脉冲锁模钛宝石激光器，均获得脉宽为几十 fs 的输出同一时期，还分别发展和实现了加成脉冲锁模、耦合腔谐振被动锁 模、线性外腔锁模以及微粒镜锁模等引人注目的工作是，1991年 spence首次报道了自锁模运转的钛宝石激光器 这种激光器是在连续钛宝石激光谐振腔中只加一对或二对色散棱镜，而不需要任 何主被动锁模器件，即可实现锁模运转，获得fs 量级的超短光脉冲由于这种 自锁模激光器结构简单、 造价低廉， 因此它一经实现， 就迅速在世界范围形成热 点研究最多、 最深入的是钛宝石自锁模激光器的自启动问题提出了诸如声光 调制器再生启动、 可饱和吸收体启动、 量子阱反射器耦合腔启动、 振镜外腔及振 动镜谐振腔启动方法等， 这些方法能够有效地启动并维持钛宝石激光器的自锁模 运转，使其向实用化发展。

c， 可调谐钛宝石激光器通过对钛宝石激光器的频率变换可将其调谐范围 扩展到蓝光和紫外波段目前使用的变频晶体多为liio3、knbo3、lbo 、bbo 等 通过 opo 和倍频等手段可将激光输出波长范围扩展到200nm ～510nm ，转换效率 可达到 40% 以上特别是近来提出的准相位匹配技术，它可能实现超宽范围、并 具高效率的波长调谐，因此倍受关注窄线宽钛宝石激光器也在深化研究，目前已能获得动态单模激光输出，其频 率稳定性达 1khz如上所述，对于以钛宝石激光器为代表的固体激光器是当前发展的热点，其 研究重点主要反映在以下方面：结合激光器全固化，发展调q、锁模、选模等 多种运转方式， 即研制全固化调 q 激光器、全固化锁模激光器以及全固化单模和 单频激光器等；研究全固化激光器的频率调谐技术，研制全固化大范围可调谐 激光器等；结合全固化与频率变换技术，研制全固化参量振荡器(ldp-opo)、全 固化参量放大器 (ldp-opa) 以及各种全固化频率变换器件等，使全固化激光器的 波长覆盖范围从红外到可见， 从可见到紫外， 其中兰绿激光的全固化激光器更为 引人注目；为提高全固化激光器的高功率和高效率，研究与固体激光介质吸收光 谱相匹配的泵浦用大功率半导体激光器。

此外，近来全光纤高功率掺杂激光器的峭然兴起已引起广泛关注例如，最 近使用双包层掺钕光纤，在800nm波长的 ld 泵浦下可产生功率近40w 、波长为 1064nm的激光，甚至直接产生倍频绿激光， 转换效率高达 40% ，由于可使用光纤 光栅作谐振腔， 因此也具有可调谐性能 除采用掺钕光纤外， 掺铒等多种掺杂的 高功率光纤激光器的成功研制实验也不断有报道由于这种新型高功率可调谐固 体激光器具有超小型、高效率等诸多优点，因此有重要的应用前景高频 OPO 激光器（ 2009年）美国 Photonics Industries公司推出了世界上第一款高重频红外OPO激光器其 重复频率高达 50kHz，峰值功率可达到300kW，是激光雷达，红外光谱的应用 的理想光源1.5-2um，2.3-3.4um可调谐或用户自选特定波长 15ns脉冲宽度， 0.3-2W 平均功率中国科学院上海光学精密机械研究所已成功地生产了大尺寸(φ120×80mm) 钛蓝宝石：这是一种通过温度梯度技术培植的无闪光的兰宝石，其断层密度小于 102cm-2温度梯度技术是由中国科学院上海光学精密机械研究所的科学家发明 的，它的特点是可以培植 (0001) 高掺杂水平 ( α490=7.5cm-1), 高增益，高激光损 伤阈值的蓝宝石。

温度梯度法生表的掺钛蓝宝石已被应用于高效率脉冲的，准连 续波的 ps 和 fs 的激光中此外，它还可满足当前的一些运用，如用于高功率产生和激光熔断的孔径放大器（直径50mm ）. 我们的产品已销往欧美、日本及香港 等地区。