Highly efficient Yb-ion-doped lasers pumped at 946 nm by a compact Nd:YAG laser
Notice bibliographique
Résumé
The development of efficient ultrafast laser sources based on Yb-doped crystals is very important for a variety of optical applications such as nonlinear spectroscopy, nonlinear microscopy, telecommunications etc. A powerful and high beam quality (near diffraction limited: M2~1) pump laser is desirable to mitigate the effect of reabsorption loss that Yb-doped crystals exhibit and realize highly efficient operation in both continuous-wave (CW) and pulsed domains. Unfortunately, there are no commercially available laser diodes that can provide both high beam quality and high output power (>1 W) simultaneously. This thesis presents the development of a powerful and high beam quality pump laser and then utilizes this pump laser to demonstrate the efficient operation of Yb:YAG laser in CW domain and Yb:KGW laser in both the CW and pulsed domains. In the first part of the thesis, a high-power compact CW Nd:YAG laser was built with greatly improved beam quality operating at 946 nm. A maximum output power of 9.98 W with beam quality factor M2 ~ 5 was obtained. I also demonstrated a highly efficient and tunable CW Yb:YAG laser pumped by the developed Nd:YAG laser. The maximum CW output power of 4.37 W was obtained at 1030 nm with optical-to-optical efficiency of 70% with respect to the absorbed pump power. Wavelength tuning of Yb:YAG laser was then explored due to metrological applications such as references for high-resolution spectroscopy or dimensional metrology. The laser produced a continuously tunable operation over 100 nm from 1000 nm to 1100 nm. This is the most tunable laser among bulk crystalline Yb:YAG solid-state lasers. Due to the increasing interest in dual-wavelength (DW) operation for the use as an optical source for terahertz (THz) radiation, this thesis also gave a demonstration of DW Yb:YAG laser operation. This is the first demonstration of DW operation of Yb:YAG laser pumped by a Nd:YAG laser at 946 nm. The latter part of the thesis concentrated on developing a highly efficient ultrashort pulse Yb:KGW laser oscillator pumped by the Nd:YAG laser. In the mode-locked regime, 175 fs duration pulses centered around 1025 nm were generated at a repetition rate of 54.6 MHz with a total average output power of up to 1.1 W, corresponding to optical-to-optical efficiency of 34.8% with respect to the absorbed pump power. In the CW regime, the maximum output power of 3.7 W was obtained for an absorbed power of 5.13 W that represents optical-to-optical efficiency of 72.12%. Furthermore, the tunability of Yb:KGW laser was studied and the laser produced a continuously tunable operation of 90 nm from 990 nm to 1080 nm. This is the most tunable and efficient laser in the CW regime among bulk crystalline Yb:KGW solid-state lasers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».