(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu động học và công nghệ của laser rắn cr3+ lisaf được bơm bằng laser bán dẫn

TRANG THƠNG TIN VỀ NHỮNG ĐĨNG GĨP MỚI VỀ MẶT HỌC THUẬT, LÝ LUẬN CỦA LUẬN ÁN Tên luận án: Nghiên cứu động học công nghệ laser rắn Cr3+:LiSAF bơm laser bán dẫn Chuyên ngành: Quang học Mã số: 62 44 01 09 Nghiên cứu sinh: Nguyễn Văn Hảo Người hướng dẫn: GS TS Nguyễn Đại Hưng PGS.TS Nguyễn Thế Bình Cơ sở đào tạo: Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Những đóng góp luận án Luận án góp phần phát triển nghiên cứu động học công nghệ laser rắn Cr:LiSAF bơm laser diode Những kết nghiên cứu luận án tóm tắt sau: Việc nghiên cứu động học trình phát xạ laser Cr:LiSAF băng rộng băng hẹp dựa hệ phương trình tốc độ mở rộng cho bước sóng laser cho phép quan sát tường minh tiến trình phổ - thời gian phát xạ laser mơi trường laser có phổ khuếch đại băng rộng, coi mở rộng đồng môi trường laser Cr:LiSAF Động học laser Cr:LiSAF bị ảnh hưởng mạnh thông số bơm thông số buồng cộng hưởng h Việc nghiên cứu trình độ buồng cộng hưởng laser cho thấy: Khi bơm gần ngưỡng, laser Cr:LiSAF phát xung đơn, ngắn cỡ vài chục ns, ngắn hàng nghìn lần so với xung bơm 100 µs Điều chứng minh thực nghiệm môi trường laser rắn khác Nd:YVO4 Xây dựng hệ phương trình tốc độ đa bước sóng cho laser Cr:LiSAF Q-switching thụ động chất hấp thụ bão hòa Cr:YSO có phổ hấp thụ băng rộng Qua đó, chúng tơi nghiên cứu lần động học laser rắn Cr:LiSAF Q-switching thụ động chất hấp thụ bão hòa Cr:YSO, bơm liên tục laser diode hai chế độ hoạt động laser băng rộng băng hẹp điều chỉnh bước sóng Các đặc trưng hoạt động laser không phụ thuộc vào tham số bơm, buồng cộng hưởng tham số chất hấp thụ bão hòa mà phụ thuộc mạnh vào bước sóng Việc nghiên cứu thiết kế buồng cộng hưởng cho laser Cr:LiSAF hoạt động hai chế độ liên tục khóa mode thụ động chất hấp thụ bão hòa, bơm laser diode cho phép chọn tham số buồng cộng hưởng tối ưu để phát triển thực nghiệm hệ laser Cr:LiSAF liên tục xung ngắn Các kết thực nghiệm phù hợp tốt với kết tính tốn lý thuyết THESIS INFORMATION Title: Research the dynamics and technology of laser diode-pumped solid-state Cr3+:LiSAF lasers Specialty: Optics Code: 62 44 01 09 Ph.D student: Nguyen Van Hao Supervisor: Prof Dr Nguyen Dai Hung Assoc Prof Dr Nguyen The Binh Institution: Institute of Physics, Vietnam Academy of Science and Technology Summary of the new results of the thesis The thesis has investigated the dynamics and technology of laser diode-pumped solidstate Cr:LiSAF lasers The new obtained results of the thesis can be summarized as follows: h  The dynamic processes of diode end-pumped, broad and narrow-band Cr:LiSAF laser emissions have been investigated using a system of rate equations extended to all wavelengths The obtained results allow to observe clearly the spectro - temporal evolutions in the laser emissions using Cr:LiSAF crystal as an active medium of broad gain spectrum considered as homogeneous broadening The dynamic processes of diode end-pumped Cr:LiSAF lasers were demonstrated to be dependent strongly on pumping and resonator parameters  The investigation of dynamic processes of the diode end-pumped solid-state Cr:LiSAF lasers allow to understand clearly their resonator transients As a result, a generation of single and short laser pulses is obtainable from the Cr:LiSAF lasers operated at their near-threshold By proper choices of solid-state laser resonator and pumping parameters, duration of single solid-state laser pulses was computed to be in nanosecond range and therefore, much shorter than the diode laser pumping pulse (100 µs) Direct generation of single short laser pulse has been experimentally demonstrated in other solid-state laser mediums such as Nd:YVO4  The establishment of a rate equation system extended to multi-wavelength for describing a Cr:LiSAF laser passively Q-switched with Cr:YSO crystal used as a saturable absorber has been well done Thereby, we have numerically investigated, for the first time, the spectro-temporal characteristics of the CW diode-end-pumped, passively Cr:YSO Qswitched Cr:LiSAF lasers in broadband and narrowband laser operations The characteristics of the passively Q-switched Cr:LiSAF lasers were demonstrated to be dependent clearly on wavelength and resonator parameters  The design researches of folded four-mirror resonators for diode end-pumped solidstate Cr:LiSAF lasers (in CW or passively mode-locked ultra-short pulse laser operations) were carried out in order to choose their optimal resonator parameters As a result, the diode end-pumped solid-state Cr:LiSAF lasers were successfully developed as experimental evaluations, the experimental results are in good agreement with the calculated ones