Laser on erbie glass with diode pumping
DOI:
https://doi.org/10.30837/rt.2019.4.199.13Keywords:
erbium laser, passive Q-switch, diode – pumping.Abstract
The results of studies aimed at the development and creation of an erbium-diode-laser laser with diode pumping and providing an output energy of several millijoules in pulses of 20-30 ns duration at a repetition rate of 0.5-1.0 hertz are presented.
The interest around this laser is due to the fact that its radiation falls into the spectral region, which is relatively safe for vision. In this spectral region there is a transparency window in the earth's atmosphere. Thus, half-micron radiance can be used efficiently for location aims and rangefinder. This is facilitated by the presence of highly sensitive uncooled photo detectors. In addition, the spectral region of 1.5-1.6 μm matches with the region of maximum transparency of quartz optical fibers used in fiber-optic communication lines.
The experimental sample of ytterbium-erbium laser emitting at a wave length of 1, 54 μm was designed and manufactured. Pumping of active element was done according to the transverse scheme by two laser diode rulers with a power of 100 W each, which has been put in line. The selected pump scheme provides a high excitation power and eliminates the occurrence of a temperature gradient in the active element. To increase the pumping efficiency, a cylindrical active laser element was placed in a sapphire cylinder, the outer surface of which had a reflective coating. During free generation regime, we implemented the optimization of laser characteristics, depending on the Q-factor of resonator and excitation conditions. To obtain a giant impulse, a passive Q-switch based on aluminum-magnesium spinel with cobalt was used in the work. In the Q-switched mode, single pulses with the energy of 6 mJ were obtained with a duration of less than 30 ns at a pulse repetition rate of one hertz.
References
Крылов А.А., Бученков В.А., Усков А.В. Компактный лазер, работающий с частотой следования им-пульсов 10 Гц в режиме модуляции добротности // Квантовая электроника. 2018. Т. 48, № 7. С. 607 – 610.
Бондаренко Д.А., Карасик В.Е., Магдич Л.Н., Погонышев О.О., Садовский П.И., Семенков В.П. Мало-габаритный эрбиевый лазерный излучатель с диодной накачкой и акустооптической модуляцией доб-ротности // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 5. С. 14 – 30.
Гагарский С.В., Галаган Б.И., Денкер Б.И. Карчагин., А.А., Осико В.В., Приходько К.В., Сверчков С.Е. Миниатюрные диодно-накачиваемые лазеры на иттербий-эрбиевых стеклах с модуляцией добротности оптическими затворами на нарушенном полном внутреннем отражении // Квантовая электроника. 2000. Т. 30, № 1.
С. 10 – 12.
Chen Y.J., Lin Y.F., Huang J., Gong X., Luo Z. and Huang Y. Enhanced performance of acousto-optic
Q-switched Er:Yb:RAl3(BO3)4 (R=Y and Lu) pulse lasers at 1580 nm // Laser Physics.2013. № 9. P. 095801.
Рудницкий Ю.П., Шачкин Л.В., Залевский И.Д. О кинетике безызлучателного переноса энергии в фосфатных Yb-Er-стеклах, возбуждаемых диодным лазером // Квантовая электроника. 2002. Т. 32, № 3. С. 197 – 201.
Федоров С.Н., Капаева В.Г., Андреев Ю.В., Богданова Э.Г., Беликов А.В. Техника лазерной экстракции катаракты // Офтальмохирургия. 1999. №1. С. 3 – 12.
Беликов А.В., Гагарский С.В., Губин А.Б., Вайнер С.Я., Сергеев А.Н., Смирнов С.Н. Субджоульный лазер на иттербий-эрбиевом стекле с диодной накачкой и модуляцией полезных потерь резонатора для экстракции катаракты // Научн.-техн. вестник информ. технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15, №6. С. 1021 – 1029.
Ставров А.А., Поздняков М.Г. Импульсные лазерные дальномеры для оптико-локационных систем // Доклады БГУИР. 2003. Т. 1, № 2. С.59 – 65.
Mierczyk Z. Eye-safe laser systems // Proceedings of SPIE. 2000. V. 4237. P. 177 – 188.
Dzyubenko M.I., Konradiy V.A., Nickolaev Y.P., Shevchenko V.V. Investigation of energy parameters of laser uging LPHS-E Cr-Yb-Er glass // Proceedings CAOL 2005 2ht International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers. V.2., Yalta, Ukraine, 12-17 September. 2005. P. 63 – 66.
Dzyubenko M.I., Konradiy V.A, Maslov V.V., Nikolaev Yu.P., Shevchenko V.V. Aluminium barium phosphate glass laser emitting at λ = 1,54 µm // Functional Materials. 2008. V.15, No.3. P. 455 – 458.
Бородулин В.И. Резонансное поглощение излучения в неоднородной среде со знакопеременным коэффициентом поглощения // Оптика и спектроскопия.1966. Т.20, № 4. С. 709 – 712.
Галаган Б.И., Годовикова Е.А., Денкер Б.И., Мейльман М.Л. , Осико В.В., Сверчков С.Е. Эффективный просветляющийся фильтр на основе кристаллов MgAl2O4:Со2+ для модуляции добротности лазеров с λ=1,54 мкм на эрбиевом стекле // Квантовая электроника. 1999. Т. 26, № 3. С. 189 – 190.
Быков В.Н., Садовой А.Г. Эффективность лазера на эрбиевом стекле с пассивной модуляцией добротности резонатора // Квантовая электроника. 2002. Т. 32, № 3. С. 202 – 204.
Быков В.Н., Изынеев А.А. , Садовой А.Г., Садовский П.И., Сорокина О.А. Излучатель на эрбиевом стекле с поперечной полупроводниковой накачкой и пассивной модуляцией добротности // Квантовая электроника. 2008. Т. 38, № 3. С. 209 – 212.
Downloads
How to Cite
Issue
Section
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
