一、掺钛蓝宝石晶体
1. 晶体的物理性质
掺钛蓝宝石晶体是在 Al2 O3 中掺入少量的 Ti
3 +
, Ti
3 +
在α- Al2 O3 晶体中
置换了具有三角对称的 C 位上的 Al
3 +
离子而成。Ti
3 +
为激活离子 ,掺钛重量百
图 3.44 掺钛蓝宝石晶体的结构
分比为 0.1 % 左右。晶 体结 构为八 面体 , 如
图 3.44 所示。
化学表达式 : Ti
3 +
: Al2 O3。
掺钛蓝宝石晶体为各向异性晶体 , 折射率
1.76 , 其物化性质与红宝石相似 , 有非常好的化
学稳定性和机械稳定性。蓝宝石基质材料的热
导率很高 ,比 YAG 要优越三倍。
2. 晶体的激光性质
(1 ) 能级结构
掺钛蓝宝石晶体具有很宽的增益带宽 (室温
下荧光光谱范围为 660~1 200 nm) , 因而可实现
宽范围的激光波长连续调谐输出。
Ti
3 +
掺入α- Al2 O3 晶体部分地置换了晶体点阵上的 Al
3 +
离子后 , 位于八面
体结构的中心。它受到周围 6 个 O2 - 的包围 , 处于晶格场的影响之下。影响之
一是其受到 6 个 O2 - 所形成的立方场的作用 ; 影响之二是由于 6 个 O2 - 所形成
的八面体存在三角畸变 ,故它还受到三角场的作用 , 产生能级分裂。Ti3 + 的外层
电子组态为 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 , 其最外壳层是一个未配对的 3d 电子。这个 3d
651 第 3 章 典型激光器
2021-10-28 09:24:45
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激光
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