Šiluminio lęšio charakterizavimas bei jo įtakos mažinimas išilginio diodinio kaupinimo lazeriuose

• Main Author: Stučinskas, Darius
• Other Authors: Varanavičius, Arūnas
• Format: Doctoral Thesis
• Language: Lithuanian
• Published: Lithuanian Academic Libraries Network (LABT) 2010
• Subjects: Physics; Šiluminis lęšis; Diodinis kaupinimas; Ultratrumpųjų impulsų lazeriai; Thermal lens; Diode pumped; Ultrafast lasers
• Online Access: http://vddb.laba.lt/fedora/get/LT-eLABa-0001:E.02~2010~D_20100302_095155-66759/DS.005.0.01.ETD

Šios disertacijos tikslas – didelio tikslumo matuoklio, skirto šiluminio lęšio lazerių aktyviuosiuose elementuose matavimams sukūrimas, bei įvairių metodų, skirtų šiluminio lęšio įtakos mažinimui tyrimas. Matavimai buvo atliekami Shack‘o ir Hartmann‘o bangos fronto matuokliu, kuris buvo pritaikytas mažų skersinių matmenų (<1x1 mm) šiluminio lęšio matavimams. Pademonstruotas naujos konstrukcijos asferinis kompensatorius iš esmes mažinantis šiluminio lęšio aberacijų įtaką išilginio diodinio kaupinimo lazeriuose. Atlikti šiluminio lęšio aberacijų matavimai buvo panaudoti kompensatoriaus profilio skaičiavimams. Naudojant asferinį kompensatorių, pagamintą plonasienių dangų užgarinimo būdu, generacijos slenkstis sumažėjo daugiau kaip 3 kartus, taip pat ženkliai pagerėjo lazerio pluošto intensyvumo skirstinys. Darbe nagrinėjamas stiprinamų impulsų energijos didinimo būdas pasitelkiant eliptinę rezonatoriaus modą Yb:IAG lazeryje. Šis metodas leidžia kelis kartus padidinti stiprinamų impulsų energiją, išlaikant dirakciškai ribotus erdvinius pluošto parametrus. Taip pat, surasta lazerio rezonatoriaus konfigūracija, leidžianti palaikyti stipriai astigmatišką modą aktyviajame elemente, ir simetrišką modą lazerio išėjime. Pateikiami šiluminio lęšio matavimų rezultatai „atermalinės“ ir Ng orientacijos Yb:KGW kristaluose. Taip pat, parodėme, kad kristalo galų išsigaubimo įtaka Ng orientacijos Yb:KGW aktyviuosiuose elementuose gali siekti 50%. Atlikti tyrimai parodė, kad išbandyta... [toliau žr. visą tekstą] === In this thesis, analysis of thermal effects and various approaches for their mitigation in diode end pumped ultrafast lasers is presented. Experimental investigations were performed by employing Shack-Hartmann wavefront sensor which was adapted for measurements of thermal lens in diode end pumped lasers. During research, operation of high average power, diode-pumped, Nd:YVO4 laser with aspheric aberration corrector was investigated. Actual thermal lens measurements were conducted in order to design properly shaped aberration corrector that was manufactured using a thin film deposition technology. This allows us to conclude that employment of proper thermal lens aberration compensator allowed for laser threshold reducing and ensured improved output beam quality parameter M2 in wide pump power range. Prospects of output pulse energy scaling in diode end-pumped Yb:YAG laser by employing elliptical mode geometry was investigated. During our experiments, maximum average power in of ~ 5.5 W was obtained at repetition rates of 30-100 kHz, while in CW operation mode the 8 W output power was achieved. In spite of strongly astigmatic thermal lens due to optimized cavity design the output beam exhibits high spatial quality: beam quality parameter M2 in both vertical and horizontal plane was close to unity. Detailed comparative study of thermal effects in Yb doped KGW crystals with different orientation was performed. Measurements confirm, that anisotropic optical and thermal properties... [to full text]