Ti：Sapphireは一般的に使用されるレーザーゲイン材料であり、調整可能な超高速Ti：Sapphireレーザーの主成分としてさまざまなフォトニックアプリケーションで広く使用されていますが、通常は数ワットの出力を備えた高輝度のポンプ光源が必要です。イオンレーザーまたは周波数2倍のネオディミウムレーザー。現在、窒化ガリウム（GaN）ベースの青と緑のレーザーダイオードの出力は増加し続けており、スコットランドのストラスクライド大学フォトニクス研究所の研究者は、モードロックされたチタンドープサファイアを初めて直接実証することができます。レーザーダイオードレーザーによってポンピング。



青と緑のレーザーダイオードの出力光パワーは通常低く、それらの波長はチタン-サファイアゲイン材料の広い範囲ではあるが低効率の吸収スペクトルと一致しないため、レーザー業界は常に達成することは不可能であると信じてきましたダイオード。チタンサファイアポンプはレーザー光を生成します。しかし、日本の日亜化学工業が製造した452nm波長の小型GaNレーザーダイオードは1Wの出力を達成しており、すでにTi：Sapphireレーザーの励起に使用できます。レーザーは標準的なキャビティ設計を採用し、800nm、19mWの連続光を出力します。



日亜化学工業の市販の青色レーザーダイオードは、Tiの低コストポンプ源として初めて小型デバイスに使用されました。

研究者らは、レーザー出力を実現するために、非球面コリメートレンズ、2つの円筒レンズで構成される望遠鏡、および球面レンズを使用して、レーザーダイオードの出力光を4ミラーキャビティスーペリアのチタンドープサファイア結晶に集束させました。 。結晶空洞の計算されたウエスト半径は25×15μmです。出力結合が0.5％の場合、水晶に入射する光パワーが870mWの場合、モード同期しきい値750mWと最大平均出力9mWが得られます。干渉自己相関法を使用すると、有限変換出力のハーフハイトおよびフル幅のパルス幅は116fsです。


現在測定されている出力電力は、モデリングによって計算された期待値よりも低くなっています。研究者たちは、これは放出されたレーザーの波長でのポンピングによって引き起こされた損失によるものだと信じています。しかし、波長が477nmより大きい場合、損失を検出することは困難です。より長波長のGaNレーザーダイオード技術が進歩するにつれて、研究チームは、さらなる実験を通じて、より高出力のダイオード励起Ti：サファイアレーザーを迅速に製造できると考えています。現在の452nmレーザーダイオードとバイラテラルポンピングまたは偏光の組み合わせ技術を使用しても、研究者は依然として約50mWの出力が得られると信じています。

博士課程の学生であるPeterRoth氏は、次のように述べています。コストデスクトップTi：サファイアレーザーは比類のない性能を備えています.2つの既存のGaNダイオードレーザーを多重化することにより（各デバイスは450nmの波長で約1Wの出力パワーを持ちます）、平均出力パワーを得ることが期待されます50W。このレーザーは、蛍光顕微鏡の付属品など、イメージングから分光法までのさまざまなアプリケーションに使用できます。」