ČVUT DSpace
  • Search DSpace
  • Čeština
  • Login
  • Čeština
  • Čeština
View Item 
  •   ČVUT DSpace
  • Czech Technical University in Prague
  • Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering
  • Department of Physical Electronics
  • Master Theses - 14112
  • View Item
  • Czech Technical University in Prague
  • Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering
  • Department of Physical Electronics
  • Master Theses - 14112
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Holmiové mikročipové lasery

Holmium microchip lasers

Type of document
diplomová práce
master thesis
Author
Miroslav Coubal
Supervisor
Šulc Jan
Opponent
Blažek Karel
Field of study
Laserová fyzika a technika
Study program
Fyzikální elektronika
Institutions assigning rank
katedra laserové fyziky a fotoniky
Defended
2025-06-04



Rights
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Vysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Show full item record
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá oxidovými krystalickými materiály Ho:YAG a Ho:YAP, a to jejich spektroskopickými vlastnostmi v teplotním rozsahu 4 300 K a charakteristikami mikročipových laserů na bázi těchto krystalů v rozsahu teplot 78300 K. Rešeršní část je nejprve zaměřena na mikročipové lasery z obecného hlediska, a dále na rezonančně čerpané mikročipové lasery na bázi holmiem dopovaných materiálů generujících ve spektrální oblasti kolem 2,1 µm. Experimentální část se nejprve soustřeďuje na absorpční a fluorescenční spektroskopii (přechod 5I7 5I8) krystalů Ho:YAG a Ho:YAP. V teplotním rozsahu 4 300 K byla naměřena absorpční a fluorescenční spektra těchto krystalů spolu s dobou doznívání fluorescence. Z naměřených dat byly pomocí McCumberovy a Füchtbauer-Ladenburgovy teorie stanoveny emisní účinné průřezy a pomocí ziskových charakteristik byly předpovězeny možné emisní vlnové délky. Na spektroskopická měření navazovalo sestavení Ho:YAG a Ho:YAP mikročipových laserů rezonančně čerpaných thuliovým vláknovým laserem na vlnové délce 1939,2 nm. V rámci experimentu byly v teplotním rozsahu 78 300 K změřeny výkonové a spektrální charakteristiky spolu s prostorovou strukturou generovaného svazku. Vzhledem k teplotně závislé absorpci čerpacího záření byly nalezeny optimální teploty provozu laserového systému. V případě krystalu Ho:YAG bylo při teplotě krystalu 130 K generováno kontinuální laserové záření s výkonem až 4,57W, vlnovou délkou 2090,4 nm a diferenciální účinností blížící se kvantovému limitu. Nejvyššího výstupního výkonu 4,09W bylo s Ho:YAP mikročipovým laserem orientovaným podél osy b dosaženo při teplotě krystalu 200 K. Záření mělo vlnovou délku 2116 nm a bylo emitováno s diferenciální účinností 85,9 % vzhledem k absorbovanému výkonu. S těmito systémy bylo možno docílit generace i na jiných vlnových délkách či na více vlnových délkách současně. S výjimkou jednoho mechanicky poškozeného vzorku (Ho:YAP orientovaný podél osy a) bylo ve všech případech generováno záření s kruhovým prostorovým profilem blížící se základnímu příčnému módu.
 
This diploma thesis deals with the oxide crystalline materials Ho:YAG and Ho:YAP, namely their spectroscopic properties in the temperature range 4 300 K and the characteristics of microchip lasers based on these crystals in the temperature range 78 300 K. The review part is first focused on microchip lasers from a general point of view, and then on resonantly pumped microchip lasers based on holmium-doped materials generating in the spectral region around 2.1 µm. The experimental part is first focused on absorption and fluorescence spectroscopy (transition 5I7 5I8) of Ho:YAG and Ho:YAP crystals. In the temperature range 4 300 K, the absorption and fluorescence spectra of these crystals were measured together with the fluorescence decay time. From the measured data, the emission cross sections were determined using the McCumber and Füchtbauer-Ladenburg theories, and possible emission wavelengths were predicted using the gain characteristics. The spectroscopic measurements were followed by the assembly of Ho:YAG and Ho:YAP microchip lasers resonantly pumped by a thulium fiber laser at a wavelength of 1939.2 nm. In the experiment, the power and spectral characteristics along with the spatial structure of the generated beam were measured in the temperature range 78300 K. Due to the temperature-dependent absorption of the pumping radiation, the optimal operating temperatures of the laser system were found. In the case of the Ho:YAG crystal, continuous-wave laser radiation with a power of up to 4.57W, a wavelength of 2090.4 nm and a slope efficiency approaching the quantum limit was generated at a crystal temperature of 130 K. The highest output power of 4.09W was achieved with a Ho:YAP microchip laser oriented along the b axis at a crystal temperature of 200 K. The radiation had a wavelength of 2116 nm and was emitted with a slope efficiency of 85.9 % with respect to the absorbed power. With these systems, it was possible to achieve generation at other wavelengths or at multiple wavelengths simultaneously. Except for one mechanically damaged sample (Ho:YAP oriented along the a axis), radiation with a circular spatial profile close to the fundamental transverse mode was generated in all cases.
 
URI
http://hdl.handle.net/10467/122513
View/Open
PLNY_TEXT (26.13Mb)
POSUDEK (912.9Kb)
POSUDEK (262.1Kb)
Collections
  • Diplomové práce - 14112 [149]

České vysoké učení technické v Praze copyright © 2016 

DSpace software copyright © 2002-2016  Duraspace

Contact Us | Send Feedback
Theme by 
@mire NV
 

 

Useful links

CTU in PragueCentral library of CTUAbout CTU Digital LibraryResourcesStudy and library skillsResearch support

Browse

All of DSpaceCommunities & CollectionsBy Issue DateAuthorsTitlesSubjectsThis CollectionBy Issue DateAuthorsTitlesSubjects

My Account

Login

České vysoké učení technické v Praze copyright © 2016 

DSpace software copyright © 2002-2016  Duraspace

Contact Us | Send Feedback
Theme by 
@mire NV