钛掺杂蓝宝石（Ti3+:Sapphire）作为一种光抽运的固态激光晶体，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。钛宝石的上态寿命短至 3.2 毫秒，由于其高饱和功率，一般用作灯、氩离子激光器或频双抽钕钇铝石榴石激光器等。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。
材料规格
| 材料 | Ti3+:Al2O3 |
| 浓度 | (0.05~0.35) wt% |
| 取向 | A轴在5°内，E矢量平行于C轴 |
| 平行性 | 30〞 |
| 垂直性 | 5ˊ |
| 品质因数（FOM） | 100~300 |
| 波前失真 | <λ /4@632 nm |
| 表面平整度 | <λ/8@632 nm |
| 通光孔径 | >90% |
| 表面质量 | 10-5(MIL-PRF-13830B) |
| 镀膜 | Standard coating is AR with R < 5.0% each |
| face @532 nm and R < 0.5% each face, | |
| from 650 nm to 850 nm. Custom coatings | |
| 倒角 | <0.2×45° |
物理和化学特性
| 晶体结构 | 六方晶系 |
| 密度 | 3.98 g/cm3 |
| 熔点 | 2040 °C |
| 导热系数 | 33 W / (m K) |
| 折射率温度系数 | 13 × 10−6K−1 |
| 抗热震参数 | 790 W/m |
| 热膨胀 | ≈ 5 × 10-6K-1 |
| 硬度（莫氏） | 9 |
| 杨氏模量/ GPa | 335 |
| 比热容 | 0.1 cal/g |
| 抗拉强度/ Mpa | 400 |
| 直径 | 4-12mm |
| 0.1％掺钛的密度 | 4.56 × 1019cm−3 |
光学和光谱性质
| 激光跃迁 | F3/2→F1/2 |
| 激光波长 | 660-1200 nm |
| 中心发射 | 800 nm |
| 可调谐吸收带 | 400-600 nm |
| 吸收峰 | 488 nm |
| 发射截面@ 790 nm | 41 × 10-20 cm2 |
| 荧光寿命 | 3.2 ms |
| 发射线宽 | 650-1100 nm |
| 折射率@ 633 nm | 1.77@ 532 nm; 1.76@800 nm; 1.75@1100 nm |
| 吸收系数 | 0.5～6.0 cm-1 |
吸收和发射光谱
特点
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
800nm激光器
原理图
