Development of low-ıon doped Cr:LiCAF lasers

Abstract

Since the discovery of semiconductor lasers 50 years ago, these lasers have been found in numerous applications across various fields, including technology, scientific research, defense, healthcare, and more. These lasers required a great deal of aspects properties depending on the wavelength tunability and operation regimes. Based on this, for the femtosecond laser applications Ti:sapphire and Nd:YAG was one of the most prominent members of the solid-state laser family. Lately, as a low-cost alternative Cr:colquiirites lasers have been attracted. Cr:LiCAF laser, as a member of the colquiriite family, exhibits exceptional performance in terms of its physical properties, especially for power scaling applications. In this thesis, we have investigated diode pumped low ion doped Cr:LiCAF laser performance in terms of different laser operations. Power scaling potential of different lengths (10 mm, 12 mm, 15 mm, and 20 mm) Cr:LiCAF lasers tested with four multimode diode-pumped laser system. As a result, with a 10 mm 1.25% chromium doped gain medium 2.22 W output power was obtained. Continuous wave tuning range between 741-874 nm achieved. Afterward, in the gain switch experiments with a utilized pulse pumping setup 18% increase in the output power level was observed. We have also demonstrated the intracavity second harmonic generation. With different nonlinear crystals up to 441 mW, second harmonic power was generated. On the pulse generation parts, around 3 μs passively Q-switched Cr:LiCAF lasers were demonstrated. In passive mode-locking experiments, we have obtained a minimum of 65 fs pulses. Moreover, we have performed temperature estimation studies during lasing in Cr:LiCAF laser. Finally, off-surface birefringent filter plates two-color performance was tested on Cr:LiCAF laser numerically and experimentally. These studies show the potential of lowion doped Cr:LiCAF laser for different applications.

50 yıl önce yarı iletken lazerlerin keşfedilmesinden bu yana, bu lazerler teknoloji, bilimsel dahil olmak üzere çeşitli alanlarda çok sayıda uygulamada bulunur araştırma, savunma, sağlık hizmetleri ve daha fazlası. Bu lazerler çok sayıda özellik gerektiriyordu Dalga boyu ayarlanabilirliğine ve çalışma rejimlerine bağlı özellikler. Buna dayanarak, Femtosaniye lazer uygulamaları için Ti:safir ve Nd:YAG en çok tercih edilenlerden biriydi. katı hal lazer ailesinin önde gelen üyeleri. Son zamanlarda düşük maliyetli bir alternatif olarak Cr:colquiirites lazerleri çekilmiştir. Cr:LiCAF lazer, kolquiriit grubunun bir üyesi olarak ailesi, özellikle fiziksel özellikleri açısından olağanüstü bir performans sergiliyor güç ölçeklendirme uygulamaları için. Bu tezde diyotla pompalanan düşük iyonu araştırdık. Farklı lazer operasyonları açısından katkılı Cr:LiCAF lazer performansı. Güç ölçeklendirme farklı uzunluklarda potansiyel (10 mm, 12 mm, 15 mm ve 20 mm) Cr:LiCAF lazerler test edildi dört adet çok modlu diyot pompalı lazer sistemi ile. Sonuç olarak, 10 mm ile %1,25 krom katkılı kazanç ortamında 2,22 W çıkış gücü elde edildi. Devam eden dalga 741-874 nm arasında ayar aralığı elde edildi. Daha sonra kazanç anahtarı deneylerinde Kullanılan darbeli pompalama düzeneğiyle çıkış gücü seviyesinde %18'lik bir artış gözlemlendi. Ayrıca boşluk içi ikinci harmonik oluşumunu da gösterdik. Farklı ile 441 mW'a kadar doğrusal olmayan kristaller sayesinde ikinci harmonik güç üretildi. Nabız üzerinde nesil parçalarda, yaklaşık 3 μs pasif olarak Q-anahtarlı Cr:LiCAF lazerler gösterildi. Pasif mod kilitleme deneylerinde minimum 65 fs darbe elde ettik. Ayrıca Cr:LiCAF'ta lazerleme sırasında sıcaklık tahmin çalışmaları yaptık. lazer. Son olarak, yüzey dışı çift kırılımlı filtre plakalarının iki renkli performansı test edildi Cr:LiCAF lazerin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi. Bu çalışmalar, düşük iyon katkılı Cr:LiCAF lazerin farklı uygulamalar için potansiyelini göstermektedir.