Ti:safírový laser

Abstract

Ti:safírové lasery jsou unikátní kvůli své schopnosti přelaďování generované vlnové délky ve velmi širokém rozsahu od 650 do 1100 nm a možnosti generovat ultrakrátké impulsy o délce až 5 fs. Tato bakalářská práce se věnuje návrhu, konstrukci, optimalizaci a charakterizaci Ti:safírového laserového oscilátoru generujícího v kontinuálním režimu, který bude sloužit k čerpání pevnolát kových laserů s absorpčními píky v okolí vlnové délky 800 nm. Teoretická část se věnuje vysvětlení základních principů činnosti laserů, přeladitelným laserům a generaci ultrakrátkých impulsů metodou synchronizace módů. Dále jsou představeny výsledky rešerše Ti:safírových laserů. Experimentální část popisuje navržený Ti:safírový oscilátor a uvádí jeho výstupní charakteristiky. Po výběru optimálního výstupního zrcadla a optimální teploty chlazení krystalu bylo dosaženo maximálního výstupního výkonu 2080 mW v režimu kontinuální generace. Odpovídající diferenciální účinnost byla 34,2 % a účinnost konverze optického výkonu dosahovala 26,7 %. Klíčovou vlastností byla možnost přelaďování generované vlnové délky v rozsahu od 740 do 860 nm.

Ti:sapphire lasers are unique due to their abilities to tune their output wavelength over a very broad range from 650 to 1100 nm and to generate ultrashort pulses with a duration of up to 5 fs. This bachelor's thesis focuses on the design, construction, optimization and characterization of a Ti:sapphire laser oscillator operating in continuous wave mode, which will be used to pump solid-state lasers with absorption peaks around a wavelength of 800 nm. The theoretical part includes an explanation of the basic principles of laser operation, tunable lasers, and ultrashort pulse generation using mode-locking techniques. This is followed by a review of Ti:sapphire lasers. The experimental part describes the designed Ti:sapphire oscillator and presents its output characteristics. After selecting the optimal output mirror and the optimal crystal cooling temperature, maximum output power of 2080 mW was achieved in continuous wave mode. The corresponding slope efficiency was 34,2 % and the optical power conversion efficiency reached 26,7 %. A key feature was the ability to tune the output wavelength over a range from 740 to 860 nm.