钛宝石总结

FOM值：质量因数

钛宝石生长有三种方法1.提拉法2.热交换法3.导向温度梯度法

1.提拉法通过改进生长工艺及后序退火工艺．晶体的品质因子(F'o 哟值已超过200。提拉法缺陷：1)由于提拉法生长系统具有弱氧化性气氛，因此在生长出的晶体中含有大量的Ti4+离子．或者Ti3+- Ti4+离子对，容易产生附加吸收，导致了钛宝石晶体的红外残余吸收较为严重；2)由于钛宝石晶体的熔点较高(约2050℃)，在高温弱氧化性气氛中Ir金挥发严重；3)容易产生镶嵌结构，严重影响晶体的质量。

2.热交换法，所生长的掺钛宝石晶体含有大量的三价钛离子，晶体质量较提拉法生长的要高。但该方法具有如下缺点：1)难于在零双折射方向(0001)上生长单晶，因为玎偏振(平行于光轴)抽运的激光输出大于a偏振(垂直于光轴)抽运的激光输出，故在钛宝石激光器中晶体都采用口偏振布置，因此晶体利用率低；2)He作为热交换气体，用量大，价格昂贵．成本很高。

3.导向温度梯度法（TGT)是中国科学院上海光学精密机械研究所周永宗的专利技术。。温梯法和热交换法的主要不同在于前者采用水冷却技术而后者采用He气冷却。温梯法生长的Ti：Al2O3晶体有以下特点：1)晶体的结构完整性高；2)高的光学均匀性；3)具有高掺Ti3+浓度，其Ti2O3的掺杂浓度在O 02％-0 52％(质量比)；在490nm处的峰值吸收系数最高达9.0cm-1比提拉法和热交换法生长的晶体的峰值吸收系数都高；4)具有高的FDM值：采取强还原气氛下高温退火，提商其

FOM值，超过400；5）可以生长出大尺寸的钛宝石激光器片：已经生长出Φ120 mmx80 mm的毛坯晶体，并已经按布儒斯特角加工成口径Φ50 mm性能优良的的钛宝石激光晶片。目前，中国科学院上海光学精密机械研究所可以提供Φ80mm的高性能钛宝石晶片。

目前，世界上只有美国晶体系统公司可以提供直径大于Φ80 mm的高质量掺钛蓝宝石晶体，他们可提供的最大尺寸为Φ100 mm。在我国，只有中国科院上海光学精密机械研究所所晶体中心可以提供大尺寸

优质的掺钛蓝宝石晶体，目前可以提供符合要求的Φ50 nm优质激光晶体．采用TGT法生长的晶体毛坯尺寸可以达到Φ120 mm。另外，中国科学院上海光学精密机械研究所也可提供Φ80 mm的优质钛宝石激光晶体。