Nd: YAG lazer modülünün lazer diyotla pompalanarak 532 nm dalga boyunda lazer ışığının elde edilmesi

Abstract

Katı hal lazerlerin tasarımında, yeni pompalama kaynaklarının ve tekniklerinin bulunması ve geliştirilmesiyle önemli ilerlemeler sağlanmıştır. Bu tez çalışmasında diyot pompalı katı hal lazerlerin tasarımları için önemli olan lazer diyot karakterizasyonunun yapılması, lazer kavitesi tasarım tekniklerinin öğrenilmesi ve bir modül halinde var olan kaviteyi etkin bir biçimde pompalayarak 532 nm dalga boyunda, şiddet profili olabildiğince TEMoo moduna yakın çıkış ışığı veren bir katı hal lazerin oluşturulması amaçlanmıştır. NdrYAG kristali, kuvvetli ışıması 1064 nm dalga boyunda olan dört- seviyeli bir lazer sisteminde kullanılabilmektedir. Bu lazerde, Nd atomlarının %/2 taban seviyesinden 4Fs/2 üst seviyesine çıkarılması için gerekli pompalama enerjisi 808 nm dalga boyunda ışıma yapan lazer diyotla sağlanmaktadır. 532 nm dalga boyundaki (yeşil) ışığın elde edilebilmesi için Nd:YAG kristalinden çıkan 1064 nm dalga boyundaki ışık nonlineer KTP kristali üzerine yöneltilmiştir. Lazer diyotun karakterizasyonu için iki farklı düzenek kurulmuştur. Bu düzeneklerden daha iyi sıcaklık -sabitliğinin sağlandığı düzenekle ölçümler alınmıştır. Elde edilen lazer diyot bilgilerine göre Nd:YAG kristali pompalanmış ve sonuçta şiddet profili TEMoo moduna yakın, 532 nm (yeşil) dalga boyunda lazer ışığı elde edilmiştir.

Solid-state laser design has been paced by the improvement and discovery of new pumping sources and techniques. In this experimental work, it is aimed to do characterization of laser diode which is vital for diode pumped solid-state laser design, to learn laser cavity design techniques and to obtain a laser light having intensity profile as close as possible to TEMoo mode at 532 nm wavelength. This has been achieved by transferring the light from laser diode to a compact cavity which consists of crystals and lenses. Nd:YAG crystal can be used in a four-level laser with strong laser action at 1064 nm wavelength. In this laser, the pumping energy required to raise Nd atoms from 4I9/2 ground level to 4F5a upper level was provided by a laser diode that emits laser light at 808 nm wavelength. In order to obtain laser light at 532 nm (green) wavelength the output light at 1064 nm wavelength coming from the Nd:YAG crystal was directed onto the nonlinear KTP crystal. Two different setups have been implemented for characterization of laser diode. Measurements have been taken with the setup in which the better temperature stability has been achieved. Nd:YAG crystal has been pumped according to the laser diode characterization data and consequently a laser light having intensity profile close to the TEMoo mode at 532 nm (green) wavelength has been obtained.