钛宝石的FOM

一.什么是钛宝石的品质因子

表征钛宝石晶体的重要参数为FOM值，定义为吸收主峰处π光吸收系数与增益峰值波长处π光吸收系数之比，通常称为品质因子。

‎二. 如何量化表述材料的品质因子‎

α_{吸收主峰处}是吸收主峰处π光吸收系数，α_{增益峰值处}是增益峰值波长处π光吸收系数。
通常吸收主峰出现在490~532nm波段处，增益峰值出现在800nm左右，此文将吸收主峰定位490nm处，增益峰值定为800nm处。

三.  什么是吸收系数？

吸收系数α，表示在光穿过介质时，每经过单位长度时，能量被吸收的比例。

四.  钛宝石的品质因子受什么影响

钛宝石的FOM主要与Ti³⁺离子浓度有关，当Ti³⁺离子浓度过高时，Ti³⁺会转变成Ti⁴⁺，Ti⁴⁺浓度增加，从而造成晶体的红外吸收增强，FOM值降低。
钛宝石的FOM还与晶体生长方法有关，采用HEM法生长的Ti: Sapphire在没有额外退火工艺的情况下，通常会产生较高的FOM值。
除此之外还有退火工艺，退火影响的实质就是将Ti⁴⁺会转变成Ti³⁺，以此改善FOM。

五.  为什么要测量材料的品质因子FOM

品质因子FOM是表示晶体质量的参量。当FOM越大，就说明晶体质量越好，晶体的光增益越高。而且随着品质因子值的增大，荧光强度逐渐减小，但是品质因子值的增大意味着Ti^3＋与Ti^4＋的浓度比值增大。

参考文献

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• [4]Ti:Sapphire laser optics are renowned for their high quality, demanded by the world’s top ultrafast laser laboratories
• [5]阎平, 苏林, 丁伯瑜, 等. 掺钛蓝宝石激光晶体品质因素的测定[J]. 光电工程, 1997, 24(5): 46-49.