Titan dotierter Saphir

Material
Ti:Saphir

 

Titan dotiertes Saphir (Ti:Saphir, Ti:Sa oder Ti3+:Al2O3) ist das meist verwendete Lasermaterial, wenn es darum geht Ultrakurzpulslaser (fs) oder Systeme mit durchstimmbarer Wellenlänge zu realisieren. Die Kristalle werden mit Czochralsky- und Ciropolous-Methoden gezüchtet. Ein Spektrum von 660nm – 1100nm kann abgedeckt werden. Durch Frequenzverdopplung ist eine Durchstimmbarkeit im sichtbaren blau-grün-Bereich möglich. Zusätzlich weist Ti:Saphir exzellente thermische, physikalische und optische Eigenschaften auf.

 

Ebenso dient Ti:Saphir als aktives Medium für durchstimmbare Festkörperlaser. Die zeigen einen guten Betrieb im periodisch-gepulsten, quasi-cw- und cw-Betriebsmodi. Als 4-Niveau-System hat der vibronische Laser eine Fluoreszenzlebensdauer von 3,6µs. Die Absorptionsbandbreite von 490nm erlaubt es durch diverse Quellen wie durch den grünen Argon-Ionen-Laser, Kupferdampflaser, durch den frequenzverdoppelten Nd:YAG oder anderen Farbstofflasern gepumpt zu werden. Für eine kurze Floureszenzlebensauer ist auch ein Blitzlampenpumpen möglich. Diese Faktoren und eine breite Durchstimmbarkeit machen es zum Ersatz für viele Farbstofflasern.

Eigenschaften
Optische Eigenschaften
Laserwellenlänge in nm
790
Brechungsindex @ 800 nm
1,76
dN/dT in 1/K
13 · 10-6
Physikalische Eigenschaften
Dichte in g/cm3
3,98
Schmelzpunkt in °C
2040
Kristallstruktur
hexagonal
spezifische Wärmekapazität in J/(kg · K) @18 °C
761
Thermische Leitfähigkeit in W/(m · K)
33
Thermische Ausdehnung in 1/K
5 · 10-6
Mohs-Härte
9
Gitterkonstante in Å
a = 4,748

c = 12,957

Fluoreszenzlebensdauer in µs
3,2
Dotierungskonzentration in at.%
0,1 ‐ 0,25