Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Ներռեզոնատորային երկրորդ հարմոնիկի գեներացմամբ կանաչ միկրոչիպ լազերի հետազոտում և մշակում

Քերոբյան, Մերուժան Իսրայելի (2015) Ներռեզոնատորային երկրորդ հարմոնիկի գեներացմամբ կանաչ միկրոչիպ լազերի հետազոտում և մշակում. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (686Kb) | Preview

    Abstract

    Один из важных этапов развития лазерной физики является создание полностью твердотельных лазеров, т.е. кристаллических лазеров накачиваемых излучением полупро- водниковых лазерных диодов. Замена широкополосного лампового источника накачки узкополосным излучением диодных лазеров привело к кардинальным изменениям в лазерной технике. При сохранении высокого качества луча резко повышалась эффективность работы лазерных систем, снизилась энергопотребляемость, себестоимость и появилась возможность разработки монолитных, малогабаритных компактных лазеров различных длин волн. Очевидно, что наличие подобных мобильных миниатюрных лазеров, кроме традиционных применений приведет к новым неожиданным использованиям лазеров в первую очередь в научной, информационной и высокотехнологических областях. Разработка высокоэффективных, мощных, энергосберегающих и компактных лазеров на длине волны 532 нм является актуальной задачей в связи с широкой областью их применений. Такие лазеры используются в научных исследованиях, в медицине, в высокотехнологичных оборудованиях и в военной промышленности. Несмотря на значительные успехи, достигнутые за последние 3 − 4 года в разработке полупроводниковых зеленых лазеров на основе нитрида галлия с индием, наиболее эффективным на длинах волн близко 532 нм в настоящее время является синтетический зеленый лазер, представляющий собой твердотельный лазер с диодной накачкой и внутрирезонаторным удвоением частоты. Идея создания высокоэффективных зеленых микрочип лазеров состоит в максимальном, уменьшении их размеров, при заданной мощности выходного излучения. Трудности их создания связаны с помещением активного элемента лазера, нелинейного оптического кристалла, зеркал резонатора, системы накачки и охлаждения в объем несколько кубических сантиметров, созданием уплотненной монолитной конструкции и обеспечением оптимального режима. Для достижении цели следует использовать диодные лазеры как источник накачки, использовать малые размеры активного и нелинейного кристаллов, зеркала резонатора наносить на торцы кристаллов, поместить нелинейный оптический кристалл в резонатор и использовать элемент Пельтье для фиксирования температуры. Ատենախոսությունը նվիրված է բարձր էֆեկտիվությամբ կանաչ միկրոչիպ լազերների հետազոտմանը և մշակմանը։ Կանաչ միկրոչիպ լազերի ռեզոնատորը բաղկացած է ակտիվ միջավայրից (Nd: YVO) և ոչ գծային օպտիկական բյուրեղից (periodically polled MgO doped LiNbO3 PPNL: MgO)։ Այս երկու բյուրեղները իրար են ամրացված օպտիկական կոնտակտի միջոցով։ Ռեզոնատորի հայելիները բազմաշերտ դիէլեկտրիկ ծածկույթներ են, որոնք փոշենստեցված են բյուրեղների արտաքին մակերևույթներին։ Մուտքային հայելին թափանցիկ է 808 նմ ալիքի երկարության ճառագայթման համար, և անդրադարձնում է 1064 նմ և 532 նմ ալիքի երկարությամբ ճառագայթումները։ Ելքային հայելին թափանցիկ է 532 նմ ալիքի երկարությամբ ճառագայթման համար, և անդրադարձնում է 1064 նմ ալիքի երկարությամբ ճառագայթումը։ Որպես մղման աղբյուր օգտագործվել է լազերային դիոդ, 808 նմ ճառագայթման ալիքի երկարությամբ։ Ոչ գծային օպտիկական բյուրեղում կատարվում է ակտիվ միջավայրում գեներացված 1064 նմ ալիքի երկարությամբ ճառագայթման երկրորդ հարմոնիկի գեներացիա, որի համար անհրաժեշտ է ապահովել 44 ℃ ջերմաստիճան։ Այդ նպատակի համար օգտագործվել է ջերմաէլեկտրական կարգավորող սարք (Պելտյե էլեմենտ), որը ապահովում է 0.1 ℃ ճշտություն։ Տվյալ Պելտյե էլեմենտը կարգավորում է ոչ միայն ոչ գծային օպտիկական բյուրեղում քվազիսինխրոնիզմի ջերմաստիճանը, այլ նաև մղման լազերային դիոդի ջերմաստիճանը։ Ռեզոնատորի հարթ զուգահեռ լինելը կարևոր նշանակություն ունի միկրոչիպ լազերի աշխատանքի համար։ Դա ստուգելու նպատակով, մենք նախագծել և իրականացրել ենք փոքր (միլիմետրանոց և սուբմիլիմետրանոց) չափերի ապերտուրայով օպտիկական տարրերի մակերևույթների զուգահեռությունը չափելու նոր մեթոդ։ Այդ մեթոդի օգնությամբ չափվել են ընդհուպ մինչև մի քանի տասնյակ միկրոռադիան անկյուններ, կանաչ միկրոչիպ լազերի բաղկացուցիչ մաս կազմող բյուրեղների մակերևույթների միջև։ Տվյալ մեթոդը թույլ է տալիս կատարել չափումներ 7 % ճշտությամբ։ he dissertation is devoted to the creation and investigation of green microchip lasers. Microchip laser is composed of two planar components: active (gain) medium (Nd: YVO) and nonlinear optical medium (PPNL: MgO). These two crystals are joint by optical contacting (direct bonding). Mirrors of the resonator are multilayer dielectric coatings, which are directly applied to the outer surfaces of the components of microchip laser. In the nonlinear optical crystal, quasi-synchronized SHG process leads to the generation of the second harmonic wave. This process requires temperature of the nonlinear optical crystal to be set to 44 ℃: This temperature was fixed by thermo-electro cooler (Peltie element), which is able to provide 0.1 ℃ precision of the fixed temperature. The green microchip laser is pumped with the radiation of laser diode at the 808 nm wavelength. It is known, that wavelength of the radiation of the laser diode depends on the temperature, thus laser diode is also placed on the same thermo-electro cooler, and laser diodes are chosen to radiate at the 808 nm wavelength at the temperatures of quasi-phase matching of the nonlinear optical crystal. Parallelism of the components of the green microchip laser is important, because resonator of the green microchip laser consists of two plane-parallel crystals, and in case of non-parallel components, resonator would unstable. To be able to measure parallelism of small optical components such as parts of green microchip laser, we have developed a method for measuring parallelism on miniature optical components. By the use of this method, we were able to measure as small wedge angles as tens of microradian on the components of the green microchip laser. The developed method allows to measure wedge angles on transparent optical components with the 7% precision. Components of the green microchip laser are joint via optical contact. Reflection from the optical contact in case of Fresnel reflection for this particular case is about 2.5 × 10, which is negligibly small value. Because of non-ideality of the optical contact, reflection coefficient could be much bigger and reach up to 2 %. Such reflection in the resonator leads to the modification of laser spectra, destabilize the laser’s output power and other undesirable effects.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Ներռեզոնատորային երկրորդ հարմոնիկի գեներացմամբ կանաչ միկրոչիպ լազերի հետազոտում և մշակում:
    Uncontrolled Keywords: Քերոբյան Մերուժան Իսրայելի
    Subjects: Physics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 06 May 2017 10:28
    Last Modified: 10 May 2017 15:30
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/4620

    Actions (login required)

    View Item