Neodymové fluoridové lasery generující ve spektrální oblasti okolo 1050 nm

Abstract

Fluoridové krystaly, aktivované ionty neodymu, si během posledních několika let získaly velkou pozornost ve vědecké komunitě. Tyto krystaly jsou známé již dlouho, ale ionty neodymu mají tendenci se shlukovat v těchto matricích. To vede ke zhášení, které je velmi nežádoucí a jeho následkem jsou taková aktivní prostředí v podstatě nepoužitelná. Na konci devadesátých let bylo objeveno, že přidáním neaktivních iontů prvků jako Y, La nebo Gd, se lze zbavit škodlivých shluků iontů tak, že vzniknou nové shluky v kombinaci s neaktivními ionty. Výsledkem jsou krystalická aktivní prostředí s širokým absorpčním pásmem a nehomogenně rozšířenou emisní čarou, jejíž šířka je mnohdy větší než v případě neodymem dopovaných skel. Emisní účinný průřez dosahuje dostatečných hodnot k využití v laserech. V této práci jsou zkoumány spektrální vlastnosti těchto krystalů a následně také fluoridové lasery generující ve spektrální oblasti okolo 1050 nm. Lasery jsou studovány z hlediska přeladitelnosti vlnové délky a fázové synchronizace pomocí pasivních polovodičových saturovatelných absorbérů. Výsledky dosažené v této práci jsou uváděny v kontextu s výsledky dostupné v literatuře, zejména vědeckých článcích.

Fluoride crystals activated with neodymium ions have attracted great attention in the scientific community over the past few years. These crystals have been known for a long time but the neodymium ions tend to cluster in these matrices. This leads to a detrimental quenching effect which is undesirable and makes it almost impossible to exploit these active media effctively in lasers. By the end of the 1990s, it was found that addition of inactive ions, such as Y, La, or Gd, can replace the neodymium clusters with new clusters of Nd ions together with inactive ions. As a result, crystalline active media with broad absorption bands and inhomogeneously broadened emission line, whose width is often greater than that of Nd doped glasses, are obtained. The emission cross section has a moderate value for these crystals to be effectively used in lasers. In this work, spectral properties of fluoride crystals are investigated and, subsequently, fluoride lasers generating in the spectral region around 1050 nm. The tunability of the lasers is studied and mode locking with passive semiconductor saturable absorbers is investigated. The achieved results are then presented in a context with the results available in literature, namely scientific papers.