Ti:Sapphire Beschreibung
Ti:Saphir oder titandotierter Saphir-Kristall ist ein synthetisches Kristallmaterial, das geringe Mengen von Titan-Ionen (Ti4+) enthält, die Aluminium-Ionen (Al3+) im Kristallgitter von Saphir (α-Al2O3) ersetzen. Durch diese Titandotierung werden zusätzliche Energieniveaus in den Kristall eingebracht, die es ihm ermöglichen, Licht im nahen Infrarot und im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu absorbieren und auszusenden. Durch die Dotierung wird auch der nutzbare Emissionsbereich von Saphir erweitert.
Ti:Saphir-Kristalle sind im sichtbaren und nahen infraroten Bereich sehr transparent. Sie werden häufig als Verstärkungsmedium für Festkörperlaser verwendet und ermöglichen die Erzeugung ultraschneller Laserpulse. Die große Emissionsbandbreite von Ti:Saphir-Kristallen in Verbindung mit ihrer Abstimmbarkeit macht sie für verschiedene wissenschaftliche und technologische Anwendungen wertvoll, darunter Spektroskopie, biomedizinische Bildgebung, Mikrobearbeitung und Materialverarbeitung.
In der Regel wird der Ti:Saphir-Kristall mit einem Laser gepumpt, z. B. einem frequenzverdoppelten Nd:YAG-Laser, der die Titanionen anregt. Diese Anregung führt zur Emission intensiver und kurzer Laserpulse im sichtbaren und nahen Infrarotbereich, wenn der Kristall in einen optischen Resonator eingesetzt wird.
Ti:Saphir-Kristalle bieten Vorteile wie hohe Verstärkung, breite Abstimmbarkeit (von ultravioletten bis zu nahinfraroten Wellenlängen), hohe Leistung und hervorragende Strahlqualität. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Ti:Saphir-Kristalle gerne in Forschungslabors und in der Industrie für verschiedene wissenschaftliche Fortschritte und technologische Anwendungen eingesetzt.
Ti:Saphir Spezifikationen
|
Ausrichtung
|
Optische Achse C normal zur Stabachse
|
|
Ti2O3-Konzentration
|
0,06 - 0,2 Gew.-%
|
|
Gütezahl (Figure of Merit)
|
100~300(>300 auf besondere Anfrage erhältlich)
|
|
Durchmesser
|
2-50mm
|
|
Länge der Bahn
|
2-100 mm
|
|
End-Konfigurationen
|
Flach/Flach oder Brewster/Brewster Enden
|
|
Ebenheit
|
<λ/10 @ 633 nm
|
|
Parallelität
|
<10 Bogensekunden
|
|
Oberflächengüte
|
<10/5 Kratzer/Tiefe nach MIL-O-13830A
|
|
Wellenfront-Verzerrung
|
<λ/4 pro Zoll
|
Anmerkungen:
1. Um einen fertigen Kristall anzufragen oder zu bestellen, geben Sie bitte die oben aufgeführten Spezifikationen an. Für die meisten Anwendungen benötigen wir nur die folgenden Angaben:
1) Nd-Dotierstoffkonzentration; 2) Größe; 3) Oberflächenqualität; 4) Beschichtung.
2. Bei Sonderwünschen geben Sie bitte eine detaillierte Spezifikation für die Bewertung und Herstellung an.
Ti:Sapphire Anwendungen
1. Lasertechnik: Ti:Saphir-Kristalle werden häufig als Verstärkungsmedien in Festkörperlasern verwendet. Diese Laser finden in verschiedenen Bereichen Anwendung, u. a. in der Spektroskopie, der Metrologie, der Materialbearbeitung und der biomedizinischen Forschung.
2. Zeitaufgelöste Spektroskopie: Ti:Saphir-Kristalle ermöglichen die Erzeugung ultrakurzer Pulse, die zur Untersuchung der ultraschnellen Dynamik in verschiedenen Materialien und biologischen Systemen verwendet werden können. Zeitaufgelöste Spektroskopietechniken mit Ti:Saphir-Lasern finden Anwendung in der Chemie, Physik und Biologie.
3. Optische Kohärenztomographie (OCT): OCT ist ein medizinisches Bildgebungsverfahren, das niedrigkohärentes Licht verwendet, um hochauflösende Querschnittsbilder von biologischem Gewebe aufzunehmen. Ti:Saphir-Laser bieten die notwendige Lichtquelle mit hoher Kohärenz und Abstimmbarkeit, die eine hochwertige OCT-Bildgebung für verschiedene medizinische und biologische Anwendungen ermöglicht.
4. Pump-Probe-Spektroskopie: Die von Ti:sapphire-Lasern erzeugten ultrakurzen Pulse werden in der Pump-Probe-Spektroskopie als Pump- und Sondenstrahlen verwendet. Mit dieser Technik können ultraschnelle Prozesse untersucht werden, indem die durch den Pumpimpuls hervorgerufenen Veränderungen in der Reaktion der Probe gemessen werden.
