Ti:Sapphire лазер (титан-ітрієвий гранат) — це твердотільний лазер, у якому активним середовищем є кристал сапфіра (Al₂O₃), легований іонами титану (Ti³⁺). Він є одним із найпопулярніших лазерів для наукових досліджень завдяки широкому спектру генерації та можливості ультракоротких імпульсів.
Принцип роботи Ti:Sapphire лазера:
- Активне середовище — кристал сапфіра, легований Ti³⁺.
- Зовнішнє джерело накачування — лазерний діод або інший лазер (наприклад, зеленого або синього діапазону).
- Збуджені іони титану випромінюють світло в широкому спектральному діапазоні (від приблизно 650 нм до 1100 нм).
- Світло підсилюється в оптичному резонаторі.
- Лазер дозволяє генерувати ультракороткі імпульси (фемтосекундні).
Основні характеристики:
| Параметр | Значення |
|---|---|
| Спектральний діапазон | ~650–1100 нм (від червоного до ближнього ІЧ) |
| Режим роботи | Безперервний (CW), імпульсний (ультракороткі імпульси) |
| Потужність | Залежить від системи, зазвичай до кількох ватів |
| Тривалість імпульсів | Від кількох фемтосекунд (10⁻¹⁵ с) |
| Джерело накачування | Лазерний діод або інший лазер (часто зелений) |
Застосування Ti:Sapphire лазера:
- Наука: спектроскопія, нелінійна оптика, ультракороткі імпульси для досліджень.
- Медицина: лазерна хірургія, фотодинамічна терапія.
- Оптична когерентна томографія.
- Фемтосекундна лазерна хірургія і мікромашинобудування.
Переваги Ti:Sapphire лазера:
- Широкий спектральний діапазон налаштування.
- Можливість генерації дуже коротких (фемто- і піко-) імпульсів.
- Висока стабільність і якість пучка.
- Гнучкість в налаштуваннях вихідної довжини хвилі.
Недоліки:
- Висока вартість обладнання.
- Потребує складних систем накачування і охолодження.
- Потребує точного налаштування.