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Enregistrement W2075687551 · doi:10.1109/cleoe-iqec.2013.6800661

Radiation-balanced thin-disk laser system

2013· article· en· W2075687551 sur OpenAlexaff
Galina Nemova, Raman Kashyap

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueOptical properties and cooling technologies in crystalline materials
Établissements canadiensPolytechnique Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésLaserOpticsLaser pumpingLaser power scalingMaterials scienceWavelengthOptoelectronicsRadiationOptical pumpingLaser coolingPhotonPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Summary form only given. Traditional solid-state lasers are exothermic. The quantum defect between the pump and laser photons is a source of heat generated inside a laser medium. Heat generation results in increased temperature and stress in the laser medium, poor beam quality, and limits the average output power of the laser. Thin-disk and optical fiber lasers with their very high surface-to-volume ratio and guidance properties are excellent solutions for reducing heat generation. However, heat transport continues to remains a problem at very high powers, even in these lasers. The idea to cool solids with anti-Stokes fluorescence was first proposed by Pringsheim in 1929 [1]. In 1995, Epstein's research team observed for the first time the net radiation cooling by anti-Stokes fluorescence in solid state materials [2]. In 1999, Bowman [3] proposed a radiation-balanced (athermal) laser, in which cooling with anti-Stokes fluorescence completely offset the heat generated by the quantum defect. In 2002 the first operation of a bulk radiation-balanced solid state laser was experimentally demonstrated [4]. For athermal operation, the pump wavelength, λ<;sub>P<;/sub>, has to be chosen between the mean fluorescence wavelength, λ<;sub>F<;/sub>, and the wavelength of the laser emission, λ<;sub>L<;/sub>, that is λ<;sub>F<;/sub> <;λ<;sub>P<;/sub><; λ<;sub>L<;/sub>. In addition, the pump power has to be properly arranged at each point along the length of the laser rod. The precise control of the pump intensity at each point along the gain medium is essential for athermal operation of the laser, but this is extremely difficult to achieve with high accuracy [4].In this work, we propose and consider theoretically, a new scheme for an athermal laser, which consists of a series of radiation-balanced Yb3+:KGW thin disks placed inside a single resonator. For simplicity, we have shown a modular five disk arrangement in Fig. 1. Indeed, this allows for the number of disks to be increased incrementally to reach desired output laser intensity ILout. In our scheme each disk is mounted on a substrate with very high (theoretically 100%) reflectivity at the laser wavelength. The substrate replaces a heat sink in a traditional thin disk laser and performs a purely mechanical function. The thickness of each disk as for traditional thin disk lasers can be approximately 100-200 μm. The combined thin disks operate as a single rod placed in a resonator with the “end mirror” and the “end coupling” mirror on the either end of the cavity (Fig.1). Contrary to the rod geometry each of these thin disks can be pumped with the well developed schemes for thin disk laser pump systems; one can easily control the pump intensity at each disk with high accuracy. In addition, in our scheme the pump intensities at different disks do not influence each other [3]. Each disk operates independently and not only the pump intensity, but also the ion concentration in each disk can be changed dramatically. The thin disk geometry can reduce re-absorption of the anti-Stocks radiation significantly. In our simulations the thickness of the disks is 100 μm. The fluorescence lifetime of the 2F5/2 is τ ~ 334μs. The mean fluorescence wavelength is λF = 992 nm. The pump and laser wavelengths are λP = 1001nm and λL = 1040nm, respectively. The output laser intensity as a function of the “end coupling” mirror is illustrated in Fig.2. The high flexibility of our scheme, such as the modular design, precise control of the pump intensity in each disk, the changeable ion concentration from disk to disk, reduced re-absorption of anti-Stokes photons make this scheme promising for development of radiation-balanced lasers, leading to higher efficiencies at higher powers than has been possible so far.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,592
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,206
Écart entre enseignants0,199 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.

Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2013
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