Lasers operando nas regiões espectrais do azul e do amarelo-laranja foram recentemente requisitados pelo mercado de aplicações quer para melhorar as tecnologias já conhecidas ou para possibilitar a criação de novas. Isso é devido às propriedades destas regiões espectrais, com o azul trazendo características tais como fótons de alta energia e feixes limitados por difração menores, enquanto a faixa do amarelo-laranja é ainda uma região espectral difícil de se atingir e não foi totalmente acessada ou nem mesmo acessada por fontes de luz laser eficientes. Aplicações dos lasers azuis são encontradas em tecnologias de alta densidade de armazenamento, displays a laser, sistemas LIDAR, pinças ópticas e uma longa série de aplicações que exigem alta precisão. Os lasers amarelo-laranja também têm aplicações importantes, destacando-se aplicações em cirurgia oftalmológica a laser, em displays de cores reais e como estrela guia (excitando linhas de sódio na atmosfera). A investigação de lasers de quase três níveis e laser Raman de Nd:YLF foi realizada neste trabalho. A finalidade é de propor fontes laser de alta potência e eficientes emitindo no azul e no amarelo para suprir as aplicações. Eficiência e potências de saída da ordem de Watt foram demonstradas para um laser de Nd:YLF emitindo em 908 nm assim como no segundo harmônico em 454 nm. Além disso, lasers Raman de Nd:YLF/BaWO4 e Nd:YLF/KGW foram demonstrados atingindo alguns Watts de potência de saída em regime quasi-CW e CW, com boas qualidades de feixe (M2 2) e em oito comprimentos de onda diferentes: 1147 nm, 1163 nm, 1167 nm , 549 nm, 552 nm, 573 nm, 581 nm e nm 583. Por fim, uma luminescência azul originada em alguns cristais Raman, durante a oscilação Stokes, teve sua origem e seus efeitos colaterais para lasers (perdas e calor adicionais) minuciosamente caracterizados. / Lasers operating in the blue and yellow-orange spectral regions are sought after by the applications market either to improve well known technologies or to enable new ones. Blue lasers bring features such as high energy photons and smaller diffraction limited beams, while the yellow-orange range is a hard to reach spectral region where there is a considerable shortage of efficient laser light sources. Applications of the blue lasers are found in high density storage technologies, laser displays, LIDAR systems, optical tweezers and a long range of high precision demanding applications. The yellow-orange lasers also have important applications, with highlights in ophthalmologic laser surgery (photocoagulation), in true color displays and as a guide star (exciting sodium lines in the atmosphere). The investigation of Nd:YLF quasi-three level lasers and Nd:YLF Raman lasers was further studied in this work in order to provide high power and efficient blue and yellow lasers sources. Demonstrations of efficient and multi-Watt operation of a 908 nm laser and its respective second harmonic laser at 454 nm are described. Also, Nd:YLF/BaWO4 and Nd:YLF/KGW Raman lasers were demonstrated reaching Watt levels in quasi-CW and CW regime with very good beam qualities (M2 2) at eight different wavelengths: 1147 nm, 1163 nm, 1167 nm, 549 nm, 552 nm, 573 nm, 581 nm and 583 nm. Finally, a blue luminescence originating in some Raman crystals, during Stokes oscillation, has been studied in considerable detail. Its origin and consequences for laser operation (extra loss and heat load) have been identified.

Mais recentemente foi proposta uma nova técnica para tratamento de doenças relacionadas à retina humana, utilizando descargas laser na retina com seqüência de pulsos da ordem de 200 \'mü\'s, em substituição ao tratamento convencional que utiliza pulsos longos da ordem de 300 ms. A principal vantagem da nova técnica é a preservação (sem morte celular) do tecido exposto ao laser. Esse trabalho apresenta os mecanismos adotados para o desenvolvimento de um sistema eletrônico de controle de uma cavidade laser em 586 nm, para uso oftalmológico, que objetiva atender o protocolo exigido por essa técnica mais recente. O referido protocolo exige a formação de pulsos rápidos de laser, o que torna vital a velocidade do sistema eletrônico de controle da cavidade laser. Para atender os requisitos do projeto foram implementados dois controladores de corrente em malha fechada PI (Proporcional integrative controller) que trabalham em sincronismo, um controlador de potência óptica em malha fechada PI, e circuitos auxiliares de controle térmico da cavidade laser. Em software foram implementados um PI de potência, com objetivo de tornar a malha de controle estável com o tempo de resposta necessário, e o PI de controle térmico dos elementos da cavidade laser. Os testes realizados do protótipo demonstraram que o sistema de controle atendeu as especificações de projeto, principalmente no que se refere a tempo de resposta do pulso rápido, ponto fundamental na obtenção do protocolo clínico (FastPulse), que esse trabalho objetiva atender. Adicionalmente, o protótipo foi submetido a teste clínico em um paciente, e os resultados demonstraram eficácia no tratamento e ausência de marcas (lesões) na retina. / Recently, scientists have proposed a new technique for treating diseases related to the human retina, which is based on retinal laser discharges using pulse sequence around of 200 \'mü\'s, replacing the conventional treatment using long pulses around of 300 ms. The main advantage of the new technique is the conservation (without cell death) of the area exposed to the laser. This work presents the mechanisms adopted for the development of an electronic control system of a laser cavity at 586 nm for ophthalmic use, which aims to meet the protocol required by this recent technique. The protocol requires the formation of rapid pulses of laser, which makes the electronic control system response velocity of the laser cavity vital to the protocol. To meet the project requirements were implemented two current controllers in closed loop PI (proportional integrative controller) working synchronized, an optical power controller in closed loop PI, and auxiliary circuits for temperature control of the laser cavity. Software were implemented for two controls, a PI power, in order to make the control loop stable with the required response time, and a PI thermal control for elements of the laser cavity. Tests showed that the prototype met the design specifications, especially regarding the response time of rapid pulse, key point in obtaining the clinical protocol (FastPulse), that this work aims to meet. Additionally, the prototype was subjected to clinical trial on a patient, and the results demonstrated efficacy and no visible lesions were noticed on retina.

Lasers operando nas regiões espectrais do azul e do amarelo-laranja foram recentemente requisitados pelo mercado de aplicações quer para melhorar as tecnologias já conhecidas ou para possibilitar a criação de novas. Isso é devido às propriedades destas regiões espectrais, com o azul trazendo características tais como fótons de alta energia e feixes limitados por difração menores, enquanto a faixa do amarelo-laranja é ainda uma região espectral difícil de se atingir e não foi totalmente acessada ou nem mesmo acessada por fontes de luz laser eficientes. Aplicações dos lasers azuis são encontradas em tecnologias de alta densidade de armazenamento, displays a laser, sistemas LIDAR, pinças ópticas e uma longa série de aplicações que exigem alta precisão. Os lasers amarelo-laranja também têm aplicações importantes, destacando-se aplicações em cirurgia oftalmológica a laser, em displays de cores reais e como estrela guia (excitando linhas de sódio na atmosfera). A investigação de lasers de quase três níveis e laser Raman de Nd:YLF foi realizada neste trabalho. A finalidade é de propor fontes laser de alta potência e eficientes emitindo no azul e no amarelo para suprir as aplicações. Eficiência e potências de saída da ordem de Watt foram demonstradas para um laser de Nd:YLF emitindo em 908 nm assim como no segundo harmônico em 454 nm. Além disso, lasers Raman de Nd:YLF/BaWO4 e Nd:YLF/KGW foram demonstrados atingindo alguns Watts de potência de saída em regime quasi-CW e CW, com boas qualidades de feixe (M2 2) e em oito comprimentos de onda diferentes: 1147 nm, 1163 nm, 1167 nm , 549 nm, 552 nm, 573 nm, 581 nm e nm 583. Por fim, uma luminescência azul originada em alguns cristais Raman, durante a oscilação Stokes, teve sua origem e seus efeitos colaterais para lasers (perdas e calor adicionais) minuciosamente caracterizados. / Lasers operating in the blue and yellow-orange spectral regions are sought after by the applications market either to improve well known technologies or to enable new ones. Blue lasers bring features such as high energy photons and smaller diffraction limited beams, while the yellow-orange range is a hard to reach spectral region where there is a considerable shortage of efficient laser light sources. Applications of the blue lasers are found in high density storage technologies, laser displays, LIDAR systems, optical tweezers and a long range of high precision demanding applications. The yellow-orange lasers also have important applications, with highlights in ophthalmologic laser surgery (photocoagulation), in true color displays and as a guide star (exciting sodium lines in the atmosphere). The investigation of Nd:YLF quasi-three level lasers and Nd:YLF Raman lasers was further studied in this work in order to provide high power and efficient blue and yellow lasers sources. Demonstrations of efficient and multi-Watt operation of a 908 nm laser and its respective second harmonic laser at 454 nm are described. Also, Nd:YLF/BaWO4 and Nd:YLF/KGW Raman lasers were demonstrated reaching Watt levels in quasi-CW and CW regime with very good beam qualities (M2 2) at eight different wavelengths: 1147 nm, 1163 nm, 1167 nm, 549 nm, 552 nm, 573 nm, 581 nm and 583 nm. Finally, a blue luminescence originating in some Raman crystals, during Stokes oscillation, has been studied in considerable detail. Its origin and consequences for laser operation (extra loss and heat load) have been identified.

Mais recentemente foi proposta uma nova técnica para tratamento de doenças relacionadas à retina humana, utilizando descargas laser na retina com seqüência de pulsos da ordem de 200 \'mü\'s, em substituição ao tratamento convencional que utiliza pulsos longos da ordem de 300 ms. A principal vantagem da nova técnica é a preservação (sem morte celular) do tecido exposto ao laser. Esse trabalho apresenta os mecanismos adotados para o desenvolvimento de um sistema eletrônico de controle de uma cavidade laser em 586 nm, para uso oftalmológico, que objetiva atender o protocolo exigido por essa técnica mais recente. O referido protocolo exige a formação de pulsos rápidos de laser, o que torna vital a velocidade do sistema eletrônico de controle da cavidade laser. Para atender os requisitos do projeto foram implementados dois controladores de corrente em malha fechada PI (Proporcional integrative controller) que trabalham em sincronismo, um controlador de potência óptica em malha fechada PI, e circuitos auxiliares de controle térmico da cavidade laser. Em software foram implementados um PI de potência, com objetivo de tornar a malha de controle estável com o tempo de resposta necessário, e o PI de controle térmico dos elementos da cavidade laser. Os testes realizados do protótipo demonstraram que o sistema de controle atendeu as especificações de projeto, principalmente no que se refere a tempo de resposta do pulso rápido, ponto fundamental na obtenção do protocolo clínico (FastPulse), que esse trabalho objetiva atender. Adicionalmente, o protótipo foi submetido a teste clínico em um paciente, e os resultados demonstraram eficácia no tratamento e ausência de marcas (lesões) na retina. / Recently, scientists have proposed a new technique for treating diseases related to the human retina, which is based on retinal laser discharges using pulse sequence around of 200 \'mü\'s, replacing the conventional treatment using long pulses around of 300 ms. The main advantage of the new technique is the conservation (without cell death) of the area exposed to the laser. This work presents the mechanisms adopted for the development of an electronic control system of a laser cavity at 586 nm for ophthalmic use, which aims to meet the protocol required by this recent technique. The protocol requires the formation of rapid pulses of laser, which makes the electronic control system response velocity of the laser cavity vital to the protocol. To meet the project requirements were implemented two current controllers in closed loop PI (proportional integrative controller) working synchronized, an optical power controller in closed loop PI, and auxiliary circuits for temperature control of the laser cavity. Software were implemented for two controls, a PI power, in order to make the control loop stable with the required response time, and a PI thermal control for elements of the laser cavity. Tests showed that the prototype met the design specifications, especially regarding the response time of rapid pulse, key point in obtaining the clinical protocol (FastPulse), that this work aims to meet. Additionally, the prototype was subjected to clinical trial on a patient, and the results demonstrated efficacy and no visible lesions were noticed on retina.