王庆国，刘 波，罗 平，唐慧丽，吴 锋，康 森，段金柱，王勤峰，徐 军

(1.同济大学物理科学与工程学院，上海 200092；2.天通银厦新材料有限公司，银川 750001；3.天通控股股份有限公司，海宁 314412)

0 引 言

钛宝石(Ti∶Al2O3)晶体是当今世界上公认最具有应用价值的宽带可调谐激光晶体，其可调谐波段范围在700～1 000 nm，是目前调谐范围最宽的激光晶体之一[1]，通过啁啾脉冲放大(CPA)技术，可以实现小于10 fs的激光脉冲输出，在高能物理、环境污染物检测、军事国防、激光光谱学等领域具有广泛的应用[2-3]。暗物质测量涉及弱相互作用重粒子的测量，待测事件极为稀少，因此要求探测材料具有极低的天然放射性本底，与其他常用闪烁体(例如LYSO等)相比，蓝宝石(Al2O3)具有非常低的放射性本底，是重要的暗物质探测候选材料。蓝宝石具有很低的低温热容量，是优异的低温声子探测器材料，已经在CRESST实验中得到验证[4]，如果能够同时获得闪烁发光信息，则可以采用蓝宝石材料构造出声子-闪烁复合探测器，为暗物质的研究带来极大便利。钛宝石晶体中Ti离子掺杂可以在蓝宝石晶体中引入Ti局域激子发光，是重要的快成分发光来源。因此，钛宝石晶体作为一种快闪烁材料，其闪烁发光性能也引起科学家的广泛研究[5-8]。

超大尺寸钛宝石长晶和超精密加工成为制约钛宝石在超快激光装置和电磁量能器装置中进一步发展应用的主要因素。有关大尺寸钛宝石的生长已有近40年的研究历史，已报道的生长方法有提拉法(Czochralski method, Cz)[9-10]、热交……