Láser de Neodimio: vidrio en forma de lámina Nd:glass laser with slab geometry

A Tourón, L Fidalgo, D Krygier, M Kovalsky, A Hnilo, P Diodati
unpublished
En ocasión de las Reuniones AFA del año 2007 y 2009, informamos acerca de las dificultades encontradas y de los avances parciales obtenidos en pos de la construcción de un láser de estado sólido cuyo medio activo consistiera de una delgada lámina de Nd en vidrio iluminada con una batería de diodos láser. El propósito de esa primera etapa del proyecto era avanzar posteriormente en el diseño y operación de un láser de pulsos ultracortos que aprovechara por un lado la geometría del medio activo, y
more » ... por otro el gran ancho de banda que presenta el Nd al emplear vidrio cómo medio soporte, a fin de obtener pulsos de muy corta duración. En esta oportunidad informamos acerca de la obtención por vez primera de dicho dispositivo operando finalmente cómo emisor láser, incluyendo los detalles de diseño que permitieron alcanzar el umbral de operación láser, y caracterizando el dispositivo a través de sus principales parámetros de funcionamiento de acuerdo a los ensayos practicados hasta el momento. Palabras clave: Nd:Vidrio, laser en forma de lámina In the 2007 and 2009 AFA meetings we have reported the difficulties afforded and the partial advances obtained in order to build a solid state laser based on a thin slab of Neodymium doped Glass pumped by a diode stack laser. The purpose of these first steps was to design and operate a new ultra-short pulsed laser, taking advantage of a particular geometry for the active medium and the wide bandwidth provided by the Neodymium ion when Glass is used as the support material, in order to get pulses having very short duration. In this case we report for the first time laser emission obtained with our own design, including relevant details to get laser threshold. Laser characterization was performed recently by measuring the most important operating parameters of this configuration. INTRODUCCIÓN Las ventajas y posibilidades que ofrece una fuente láser de pulsos ultracortos (ML) son, desde hace tiempo, ampliamente conocidas (1) , y encuentran aplicación en los más diversos ámbitos de la investigación científica básica y aplicada. Este trabajo presenta el desarrollo de una variante de este tipo de facilidad en una versión de bajo costo basada en una cavidad láser de diseño sencillo, que a nuestro entender constituye una opción interesante en función de los proyectos que se llevan adelante en nuestro grupo de trabajo. En particular, para su empleo en tareas de micro-maquinado láser, así como también para el estudio de la dinámica de fenómenos no lineales. Es en tal sentido que, hace un tiempo, iniciamos las tareas para la construcción de un prototipo láser de estado sólido que cumpla con dichos requerimientos (2) , y cuyo estado de avance informamos a continuación. CAVIDAD DE OSCILACIÓN El dispositivo láser que construimos, en su versión actual, emplea cómo medio activo una delgada lámina de Nd cuyo material soporte es un vidrio silicatado (LG680). La transición láser ocurre centrada en 1060nm y el ancho de banda de la emisión esperado es de unos 36nm (3). La excitación óptica es provista en dirección perpendicular al eje de la cavidad de oscilación (bombeo transversal), por una juntura lineal de diodos láser (LD) que aportan 150W de potencia pico alrededor de los 810nm, correspondiendo a una de las principales bandas de absorción del medio activo. La configuración adoptada para la cavidad óptica es "del tipo V" y se ilustra en la figura 1. EL MEDIO ACTIVO El material empleado cómo medio activo consiste de una delgada lámina de vidrio de corte trapezoidal (figura 2), que constituye la matriz sólida donde se encuentra disperso el ion activo de Nd 3+. El corte de las caras laterales fue realizado en ángulo de Brewster, y obedece a la necesidad de minimizar las pérdidas ópticas por reflexión, ya que las mismas se Figura 1: Cavidad Óptica. a: Espejo de fondo, b: espejo de salida, c: alimentación de corriente, d: termistor, e: módulo de excitación por diodos láser, f: plataforma giratoria de paso micrométrico b c d e a f 12
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