Lasery s thuliem a holmiem dopovanými fluoridy

Abstract

V této práci jsou shrnuty aktuální poznatky o spektroskopických vlastnostech krystalů Tm:YLF a Ho:CaF2 a o publikovaných laserových systémech založených na thuliem a holmiem dopovaných fluoridech. Dále se práce věnuje změření absorpčních a emisních spekter krystalu Ho:CaF2 v teplotním rozsahu od 85 K do 300 K. Hlavní pík emise se nachází na vlnové délce 2025 nm a hlavní pík absorpce se nachází na vlnové délce 1945 nm. Hlavním jádrem práce je návrh a konstrukce laserového systému založeného na Tm:YLF pro generaci ultrakrátkých impulsů. V kontinuálním režimu byl výstupní výkon 1,6W s diferenciální účinností 25,7 %. Nejkratší naměřená délka impulsu byla 60 ps s opakovací frekvencí 53,8 MHz a výkonem 90 mW. Tyto impulsy byly amplitudově stabilní, bohužel však ne časově časově stabilní impulsy byly delší. Nakonec se práce zabývá návrhem a konstrukcí laserového systému s krystalem Ho:CaF2. S tímto krystalem se nám podařilo dosáhnout maximálního středního výstupního výkonu 95 mW s účinností 5 %.

In this work the current state of knowledge of spectroscopic properties of Tm:YLF and Ho:CaF2 crystals and of lasers based on thulium and holmium doped fluorides is summarized. Next the absorption and emissions spectra of Ho:CaF2 in temperatures ranging from 85 K to 300 K are presented. Main emission peak is at 2025 nm and main absorption peak is at 1945 nm. The main focus of this work is design and construction of Tm:YLF laser for generation of ultrashort impulses. In continuous wave regime the output power was 1,6W with differential efficiency of 25,7 %. The shortest measured pulse duration was 60 ps with frequency of 53,8 MHz delivering 90 mW of power. These pulses were amplitude stable, though unfortunately they were not stable in time duration of pulses stable in time was longer. Lastly the Ho:CaF2 laser is designed and built. With this active material we achieved maximal mean output power of 95 mW with 5 % efficiency.