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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.85.2010.tde-08082011-150220
Document
Author
Full name
Fabíola de Almeida Camargo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Wetter, Niklaus Ursus (President)
Cruz, Flávio Caldas da
Freitas, Anderson Zanardi de
Samad, Ricardo Elgul
Zondy, Jean-jacques
Title in Portuguese
Lasers de frequência única de Nd:YIF e Nd:YVO4 na região do vermelho
Keywords in Portuguese
geração de segundo harmônico
lasers de estado sólido
lasers de frequência única
óptica não linear
Abstract in Portuguese
Lasers de estado sólido sintonizáveis com uma estreita largura de linha de emissão na região do vermelho são uma alternativa conveniente aos lasers de corante para aplicações em espectroscopia de alta resolução. Nesse trabalho, foram investigados lasers contínuos de Nd:YLiF4 e Nd:YVO4 operando em frequência única na região de 1,32 - 1,34μm, assim como a geração de segundo harmônico (GSH) desses lasers usando cristais de BiB3O6 (BiBO) e KTiOPO4 com inversão periódica de domínios (ppKTP), para a obtenção da emissão no vermelho (0,65 - 0,67μm). Utilizando um laser de Nd:YVO4 operando em frequência única em uma configuração em anel com um cristal não linear BiBO do tipo I, demonstrou-se o recorde de 680mW no vermelho em 671,1nm, sem a utilizaçãde nenhum elemento seletivo. Uma intonia em todo o ganho (~4 nm) foi obtida atravésda inserção de um etalon com filme refletor (R = 40%) e com 100μm de espessura, o que reduziu a potência de saída no vermelho para 380mW no comprimento de onda de maior ganho (671,15 nm). Em 1342nm foi demonstrada uma potência de saída de 1,5W em frequência única quando utilizado um espelho de saída com transmissão de 2%. Foi demonstrado ainda uma ótima eficiência de conversão de segundo harmônico em um laser em anel de Nd:YLF na polarização π (λ = 1321,5nm) quando usando um cristal de ppKTP. Este laser forneceu 1,4W em frequência única no vermelho em 660,5nm. Essa potência é a máxima que pode ser extraída desse laser no segundo harmônico e no fundamental quando utilizado um espelho com transmissão ótima. Utilizando um etalon com filme refletor (R = 25%), o laser pôde ser sintonizado em Δλ ~ 1,6nm.
Title in English
Single frequency Nd:YLF and Nd:YVO4 laser in the red emission
Keywords in English
nonlinear optics
second harmonic generation
single frequency lasers
solid-state lasers
Abstract in English
All solid-state continuous-wave (cw) narrow emission linewidth and tunable red lasers are convenient alternative sources to bulky and expensive dye-lasers for highprecision laser spectroscopy. Single-frequency operation of diode-pumped Nd:YLiF4 and Nd:YVO4 cw ring lasers were investigated in the 1.32 - 1.34μm range, together with their intracavity second-harmonic generation (SHG) to the red spectral range (0.65 - 0.67μm) using either BiB3O6 (BiBO) or periodically-poled KTiOPO4 (ppKTP) crystals. We report on such a single-end diode-pumped Nd:YVO4 unidirectional red ring laser containing a type-I cut BiBO nonlinear crystal, yielding a record of 680 mW of single-longitudinal mode (SLM) red output power at 671.1nm without any intra-cavity etalon. For smooth SLM wavelength tuning over the full gain bandwidth (4 nm), a partially-coated (R = 40%) 100m-thin etalon was found necessary, reducing the maximum SLM power (at 671.15 nm) to 380 mW. At 1342.5nm and with a T = 2% transmission output coupler, the laser provided an optimal 1.5W of single-frequency power. We demonstrate also optimal intracavity SHG of a Nd:YLF ring laser in the π - polarization ( λ= 1321.5nm) using a ppKTP. The laser yielded 1.4 W of singlefrequency red power at 660.5 nm, as much as the maximum fundamental power that can be extracted from the resonator using an optimal output coupler. With a partiallycoated (R = 25%) thin etalon, the laser was tunable over Δλ ~ 1.6nm.
 
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2010CamargoLasers.pdf (1.94 Mbytes)
Publishing Date
2011-08-15
 
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