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Thesis (Ph. D.)--Washington State University, December 2008. / Title from PDF title page (viewed on Apr. 13, 2009). "School of Mechanical and Materials Engineering." Includes bibliographical references.

Thesis (M.S.)--University of Michigan, 1963.

This thesis is concerned with the design and development of compact, all-solid-state femtosecond pulse lasers with low pump power requirements. A number of directly-diode- pumped laser systems based on the gain materials Cr3:LiSrGaF6 (chromium-doped lithium strontium aluminium fluoride) and Cr3:LiSrGaF6 (chromium-doped lithium strontium gallium fluoride) pumped with AlGaInP laser diodes are described. The motivation behind this work was the development of portable, low-noise and lower cost ultrashort pulse lasers for a number of low-power applications such as the characterisation of electron-optical streak camera systems. The investigation into the modelocking of lasers with modest intracavity powers was also an important challenge. The achievement of a battery-powered, compact and efficient laser system represents an excellent outcome for this research programme. Major consideration is given to the key factors that determine both the cw and modelocking thresholds of an ultrashort-pulse laser. In particular, the reduction of intracavity optical losses by designing the laser to operate with fewer cavity elements, the optimisation of second-order and higher-order dispersion for efficient modelocked operation and the inclusion of a semiconductor saturable absorber mirror for increased stability are discussed. This has enabled pump thresholds to be reduced to a level permitting, for the first time, the use of diffraction-limited, narrow-stripe laser diodes for efficient, low-power optical pumping. A number of laser oscillators with novel cavity designs and progressively lower pump thresholds are described. Pulses as short as 57 fs and average output powers as high as 9 mW for only 80 mW of incident pump power are reported for a battery powered femtosecond Cr:LiSAF laser. This represents an overall electrical-to-optical conversion efficiency of approximately 1% which is excellent for a femtosecond pulse laser system. In addition, the amplitude and phase noise performance is shown to be exceptionally good and is believed to be the best yet reported for this type of ultrashort pulse laser. The design and demonstration of highly compact, ultrashort-pulse lasers incorporating novel resonator configurations and simplified dispersion compensation schemes are then described. These lasers produced sub-ps pulses at cavity frequencies as high as 450 MHz.

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Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Lasers emitindo no azul vêm sendo largamente utilizado em diversas aplicações como por exemplo, blu-ray, displays, e podem representar uma excelente fonte de bombeio para o meio ativo Ti:safira. Neste trabalho utilizamos um cristal de Nd:YAG, com diffusion bonded end-caps e um bombeamento com diodo semicondutor no comprimento de onda de 803,2 nm, dessintonizado do pico de absorção 808 nm de neodímio, a fim de minimizar os efeitos de lente térmica do Nd:YAG. Dessa forma, conseguiu-se uma melhor distribuição de temperatura dentro do cristal. Testando diferentes raios de curvatura para os espelhos da cavidade, obteve-se a melhor relação entre a cintura do feixe de bombeio e feixe laser, alcançando 6,75 W cw (continuous wave) de potência de saída laser em 946 nm e slope efficiency de 48%. Em um segundo passo foi inserido, em diferentes tipos de cavidades, um cristal dobrador de freqüência para obtenção de emissão no azul em 473 nm, e a potência de saída azul foi medida em função da potência absorvida. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Lasers de estado sólido sintonizáveis com uma estreita largura de linha de emissão na região do vermelho são uma alternativa conveniente aos lasers de corante para aplicações em espectroscopia de alta resolução. Nesse trabalho, foram investigados lasers contínuos de Nd:YLiF4 e Nd:YVO4 operando em frequência única na região de 1,32 - 1,34μm, assim como a geração de segundo harmônico (GSH) desses lasers usando cristais de BiB3O6 (BiBO) e KTiOPO4 com inversão periódica de domínios (ppKTP), para a obtenção da emissão no vermelho (0,65 - 0,67μm). Utilizando um laser de Nd:YVO4 operando em frequência única em uma configuração em anel com um cristal não linear BiBO do tipo I, demonstrou-se o recorde de 680mW no vermelho em 671,1nm, sem a utilizaçãde nenhum elemento seletivo. Uma intonia em todo o ganho (~4 nm) foi obtida atravésda inserção de um etalon com filme refletor (R = 40%) e com 100μm de espessura, o que reduziu a potência de saída no vermelho para 380mW no comprimento de onda de maior ganho (671,15 nm). Em 1342nm foi demonstrada uma potência de saída de 1,5W em frequência única quando utilizado um espelho de saída com transmissão de 2%. Foi demonstrado ainda uma ótima eficiência de conversão de segundo harmônico em um laser em anel de Nd:YLF na polarização π (λ = 1321,5nm) quando usando um cristal de ppKTP. Este laser forneceu 1,4W em frequência única no vermelho em 660,5nm. Essa potência é a máxima que pode ser extraída desse laser no segundo harmônico e no fundamental quando utilizado um espelho com transmissão ótima. Utilizando um etalon com filme refletor (R = 25%), o laser pôde ser sintonizado em Δλ ~ 1,6nm. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / FAPESP: 06/57945-3