V této práci je zhodnocen vliv změny teploty na parametry (zejména na absorpční koeficienty, intenzitu fluorescence a dobu života) aktivního prostředí pevnolátkových laserů. Ty se v některých případech při nízkých teplotách mění tak, že umožňují pozitivně ovlivňovat některé charakteristiky laseru (lepší odvod tepla, vyšší účinnost, vyšší výstupní výkon a nižší práh). V práci je uvedeno i experimentální srovnání spektrálních charakteristik aktivního prostředí Yb:YAG pro teploty od 80 K do 300 K a srovnání výstupních charakteristik laseru s aktivním prostředím Yb:YAG @ ~ 1030 nm pro teploty od 80 K do 300 K (při ochlazení vzorku na 80 K vzrostla účinnost laseru z 49 % na 59 %, maximální špičkový výkon vzrostl z 13 mW na 22 mW a práh laseru se snížil z 10,2 W na 0,1 W).
The main goal of this work was to investigate the influence of the temperature of the Er:YAG active medium on laser properties in eye-safe spectral region for three various pump wavelengths. The laser crystal was placed inside the vacuum chamber of a liquid nitrogen cooled cryostat. The temperature was controlled within the 80 K - 340 K temperature range. For this temperature range the absorption and emission spectra of the Er:YAG active medium at the wavelengths from 1400 nm up to 1700 nm was measured. As coherent pump sources the laser diodes with radiation wavelength at 1452 nm and 1467 nm, and Er:glass laser at 1535 nm were applied. For these sources, Er:YAG laser resonator was identical with 90 % reflectivity of output coupler at generated wavelength 1645 nm. The output laser energy has an optimum in dependence on active medium temperature and pump wavelengths. The maximal generated laser energies were reached at 90 K, 120 K, and 220 K, for pump wavelengths 1452, 1467, and 1535 nm, respectively. and Hlavním cílem této práce bylo zjistit vliv teploty aktivního materiálu Er:YAG na vlastnosti laseru v oku-bezpečné oblasti spektra pro tři různé čerpací vlnové délky. Laserový krystal byl umístěn uvnitř vakuové komory kryostatu chlazeného kapalným dusíkem. Teplota byla řízena v rozsahu od 80 do 340 K. Pro tento rozsah teplot byla proměřena absorpční a emisní spektra aktivního materiálu Er:YAG v rozmezí od 1400 nm do 1700 nm. Jako čerpací koherentní zdroje byly použity laserové diody s vlnovou délkou záření 1452 a 1467 nm a laser Er:sklo s délkou 1535 nm. Rezonátor Er:YAG laseru byl pro tyto čerpací systémy identický s odrazivostí výstupního zrcadla 90 % pro generovanou vlnovou délku 1645 nm. Byla nalezena optimální teplota aktivního materiálu, při které laserový systém dosahoval nejvyšší výstupní energie záření pro jednotlivé čerpací systémy. Pro vlnovou délku čerpacího systému 1452 nm to byla teplota 90 K, pro délku 1467 nm 120 K a pro 1535 nm to byla teplota 220 K.
The goal of this paper is the investigation of erbium and ytterbium doped potassium-lanthanum phosphate glasses. The laser active medium Er,Yb: glass, it is suitable for the generation of laser radiation in the 1.53 μm region which comes into the part of eye-safe radiation (i.e. radiation that does not penetrate to the retina). Laser radiation in this spectral region can be used in radar, ranging, in medical applications, and optical communications. One of the laser generating radiation in the range of 1.5 μm region is the Er,Yb: glass laser which is the goals of this article. The active medium of this laser was pumped longitudinally by coherent radiation of a laser diode the radiation with wavelength 969 nm. Laser and spectroscopic properties of the best working sample were examined in the temperature range 80 K - 300 K. From the experimental results it was found that in the range of this temperature interval the only minimal changes of the emitted laser radiation parameters of designed Er,Yb: glass laser is appeared. and Cílem tohoto článku je zkoumání erbiem a ytterbiem dopovaných draselno-lanthaných fosfátových skel. Laserové aktivní prostředí Er,Yb:sklo je vhodné pro generaci laserového záření o vlnové délce 1,53 μm, které spadá do oblasti pro oko bezpečného tzv. ''eye-safe'' záření, neboť neproniká na sítnici oka. Takové laserové záření může být využito v radarech, dálkoměrech, v lékařských aplikacích a optických komunikacích. Jedním ze zdrojů generujících záření v oblasti 1,5 μm je Er,Yb:sklo laser. Jeho aktivní prostředí bylo čerpané podélně koherentním zářením laserové diody vyzařující na vlnové délce 969 nm. Laserové a spektroskopické vlastnosti nejlépe pracujícího vzorku byly zkoumány v rozsahu teplot 80 K -300 K. Z experimentálních výsledků bylo zjištěno, že při změně teploty v uvedeném rozsahu dochází jen k minimálním změnám parametrů emitovaného laserového záření zkonstruovaného Er,Yb:sklo laseru.
A successful generation of Pr: YalO3 (Pr:YAP) laser visible radiation 747 nm and 662 nm was achieved under room temperature. Discharge-pumped Pr:YAP laser was working in pulse and free-generation regimes. A steady laser action occurs when using a special plane glass colour uV filter placed inside laser cavity. Maximal output pulse energy 102 mJ was generated at the wavelength 747 nm with corresponding pulse duration 92 μs. inserting the diaphragm inside the resonance cavity it was possible to obtain a beam quality described by the parameter M2 ~ 1.2. in the case of 662nm laser emission the corresponding parameters are 6.1 mJ, 47.5 μs a M2 ~ 1,5 (without resonator diaphragm). The shape and width of spectral line are stabilised in both cases for various pumping power. and Byla dosažena úspěšná generace Pr:YAlO3 (Pr:YAP) laserového záření na vlnových délkách 747 nm a 662 nm ve viditelné spektrální oblasti za pokojové teploty. Výbojkově buzený Pr:YAP laser pracoval v pulzním režimu a v režimu volné generace. Trvalé laserové činnosti bylo docíleno pomocí speciálního skleněného barevného rovinného UV filtru umístěného přímo v laserové dutině. Maximální výstupní energie 102 mJ byla generována na vlnové délce 747 nm; odpovídající délka pulzu se pohybovala kolem 92 μs. Umístěním clonky dovnitř rezonátoru bylo možno dosáhnout kvalitu svazku vyjádřenou parametrem M2 ~ 1,2. V případě 662nm laserové emise byly tyto hodnoty 6,1 mJ , 47,5 μs a M2 ~ 1,5 (bez clonky v rezonátoru). Tvar a šířka spektrální čáry vykazovaly v obou případech stabilní chování pro různé úrovně budicí energie.