Исследование спектральных свойств кристалла Tm:CaF2
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Рис. 4.6. Зависимость коэффициента усиления от длины волны для диаметра пучка накачки 1 мм для 3% Tm3+
Достижение генерации в рассмотренной схеме можно осуществить двумя путями, что логично следует из приведенных выше формул. Первый путь - увеличение параметра накачки и тем самым увеличение инкремента (коэффициента усиления). Как упоминалось выше, параметр накачки можно увеличить либо увеличивая мощность накачки, либо уменьшая диаметр пучка накачки. Однако, необходимо отметить, что увеличение интенсивности накачки приводило к разрушению имеющегося в наличии кристалла, что объясняется его плохим качеством. Таким образом, прежде всего для получения генерации необходимы кристаллы хорошего качества (без внутренних дефектов и напряжений).
Второй путь - уменьшить значение порогового коэффициента усиления, т.е. уменьшить потери в схеме. Здесь также есть две возможности модернизации схемы - уменьшение вредных и полезных потерь. Для уменьшения вредных потерь внутри резонатора необходимо использовать оптику с просветлением, чтобы свести к минимуму потери на паразитные отражения. Уменьшать полезные потери нельзя слишком сильно, т.к. это приведет к падению мощности генерации, поэтому должна быть решена задача оптимизации параметров резонатора (коэффициентов отражения зеркал) для уменьшения потерь, но в то же время сохранения высокой мощности генерации.
Заключение
В работе проведены исследования спектральных характеристики двух образцов кристаллов Tm: CaF2 с различной концентрацией и геометрией.
Проведено измерение спектров поглощения образцов кристаллов Tm: CaF2 в диапазонах длин волн накачки (~ 800 нм) и в рабочем диапазоне длин волн (вблизи 2-х мкм).
Выполнен расчет спектрального распределения коэффициента усиления в рабочем диапазоне длин волн (вблизи 2-х мкм) в зависимости от относительной населенности верхнего уровня рабочего перехода.
Определены необходимые условия достижения генерации в 2-х мкм, оценены параметры резонатора и диодной накачки лазера на кристалле Tm: CaF2 и пороговая мощности оптической накачки кристалла.
Список литературы
[1] B.M. Walsh. Review of Tm and Ho Materials // Spectroscopy and Lasers, Laser Physics, 19 (4), pp. 855-866 (2009).
[2] S.W. Henderson, C.P. Hale, J.R. Magee, M.J. Kavaya, and A.V. Huffaker. Eye-safe coherent laser radar system at 2.1 pum using Tm, Ho:YAG lasers // Opt. Lett. 16, pp. 773-775 (1991).
[3] P. Camy, J.L. Doualan, S. Renard, A. Braud, V. Menard, R. Moncorge. Tm3+:CaF2 for 1.9 ?m laser operation // Optics Communications 236 (2004) 395-402.
[4] Н.Г. Захаров, О.Л. Антипов, А.П. Савикин, В.В. Шарков, О.Н. Еремейкин, Ю.Н. Фролов, Г.М. Мищенко, С.Д. Великанов. Эффективная генерация на длине волны 1908 нм в лазере на кристалле Tm:YLF с диодной накачкой // Квант. электроника, 39 (5), 410-414 (2009).
[5] P.A. Budni, M.L. Lemons, J.R. Mosto, E.P. Chicklis, IEEE J. Sel. Top. Quant. Elect. 6 (2000) 629.
[6] P.A. Budni, L.A. Pomenraz, M.L. Lemons, C.A. Miller, J.R. Mosto, E.P. Chicklis, J. Opt. Soc. Am. B 17 (2000) 723.
[7] E.C. Honea, R.J. Beach, S.B. Sutton, J.A. Speth, S.C. Mitchell, J.A. Skidmore, M.A. Emanuel, S.A. Payne, IEEE J. Quant. Elect. 33 (1997) 1592.
[8] Рябцев Н.Г. Материалы квантовой электроники. М. Советское радио, 1972, 384 с.
[9] Борн М., Вольф Э. Основы оптики // М.: Наука, 720 с. (1973).
[10] Звелто О. Принципы лазеров. М. Мир, 1984, 400 с.
[11] Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. М.: Наука 1983, 320 с.
[12] Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. М. Радио и связь. 1981.