Ti: Al2O3 Laser (Titanium-doped sapphire) 티타늄 도핑 사파이어

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Ti: Al2O3 Laser

(Titanium-doped sapphire) 

티타늄 도핑 사파이어

 티타늄 도핑 사이파이어는 레이저의 이득물질로 사용되는 결정입니다.



 사파이어는 알루미늄 산화물로 구성되어 있으며, 사파이어는 일반적으로 파란색으로 알려져 있지만 자연에서는 노란색, 보라색, 주황색, 녹색 등 다양한 색상의 사파이어도 발견이 됩니다.

 알루미늄 산화물에 일정량 이상의 티타늄 불순물이 섞이면 붉은색을 띄게 되며,

 티타늄 도핑 사파이어의 흡수스펙트럼과 포토루미네선스를 측정하면 아래와 같은 스펙트럼을 얻을 수 있습니다.

 펌프 밴드(Pump Band)는 흡수 스펙트럼을 나타내고 발광 밴드(Enission Band)는 포토루미네선스 스펙트럼을 보여줍니다.
흡수 스펙트럼은 중심파장 약 500 nm에서 반치폭 130 nm 영역을 가지고 있으며, 형광 스펙트럼 (발광 밴드)은 760 nm을 중심으로 660 nm ~ 1100 nm의 영역에서 반치폭 약 200 nm를 가지고 있습니다.

이러한 티타늄 도핑 사파이어는 아래 표에서 결정 종류에 따른 발광 스펙트럼의 영역을 표시한 표를 통해서 확인해 보면 매우 넓은 영역 및 가시광선에서의 발광영역을 가지고 있습니다.

 이러한 넓은 발광영역은 660 nm ~ 1100 nm 영역에서 발진하는 레이저의 이득물질로 사용할 수 있으며, 파장가변레이저로 사용하기에 유리한 점을 가지고 있습니다.
이러한 특성으로 인해서 넓은 영역에서 발진하는 레이저를 제작하는데 많이 사용하고 있으며,
추후에 다룰 펄스 레이저를 제작하는데 있어서 매우 큰 장점을 가지고 있습니다.
또한, 알루미늄 산화물로 매우 높은 열내구성을 가지고 있어 안정적인 레이저를 제작하는데 유리한 점을 가지고 있습니다.



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