680 nm'de daralan kılavuz yapılı diyotla uyarılan Tm:YAG ve Tm:LuAG lazerlerinin geliştirilerek performanslarının incelenmesi

785-808 nm, 1150 nm ve 600-700 nm aralıklarında uyarılıp 2 𝜇m'de ışıma yapabilen Tm+3 lazerleri sağlıkta, endüstride, bilimsel araştırmalarda, askeri uygulamalarda, ışık gösterileri gibi çok geniş bir yelpazede kullanılmaktadırlar. Tm+3 lazerleri çapraz sönümleme etkisi ve gerekli ekipmanlara kolaylıkla ulaşılabilinmesinden ötürü genellikle 785 nm'de uyarılmaktadırlar. Geçmişten bugüne kadar Tm+3 lazerlerinin 680 nm'de uyarılma yapabilmek için uygun pompalama ekipmanlarına erişim zor olmasından ötürü bu dalga boyunda Tm+3 lazer sistemlerinin oldukça az olduğu gözlemlenmiştir. Ancak Tm+3 lazerlerinin soğurma bandı incelendiğinde 680 nm'de uyarılan lazerler 785 nm'de uyarılan lazerlere göre üç kat daha fazla soğurulmaktadır ve 680 nm'de uyarılan lazerler 785 nm'de uyarılan lazerlere göre daha fazla çapraz sönümleme etkisinin olduğu görülmektedir. Yapılan bu çalışmada son yıllarda geliştirilen yüksek parlaklığa sahip 1W'lık daralan kılavuz yapılı AlGaInP lazer diyotlar ile 680 nm'de Tm:YAG ve Tm:LuAG lazer sistemleri uyarılmıştır. %1,5 katkılı 9,7,5 ve 3 mm uzunluğunda; %3 katkılı 7,5 ve 3 mm uzunluğunda; %6 katkılı 7,5 ve 3 mm uzunluğunda Tm:YAG lazerleri ve %2 katkılı 9,7,5 ve 3 mm; %4 katkılı 7,5 ve 3 mm uzunluğunda; %6 katkılı 7,5 ve 3 mm uzunluğunda TmLuAG lazerleri olmak üzere 20 farklı lazer sistemi kurulmuştur. Her bir sistem için sürekli dalga rejimi, dalga boyu değişimi, çift dalga boyu ışıma spektrumu, M^2 ölçümü ve Q-anahtarlama darbe rejimleri incelenmiştir. Yapılan incelemelerde Tm:YAG lazerleri için sürekli dalga rejimlerinde en yüksek 332 mW'a kadar çıkış gücü ve %45'e varan verimler elde edilmiştir. Çift kırınımlı prizma ile yapılan dalga boyu değişiminde 216 nm'ye varan dalga boyu değişim aralığı gözlemlenmiştir. Birbirine en uzak 48 mW gücünde 1878 ile 2082 nm'de çift dalga boyu ışıması gözlenmiştir. SESAM ile yapılan Q-anahtarlama rejiminde 2,83 𝜇J enerji, 0,872 𝜇s genişlik, 1180 mW tepe gücü, 37,88 kHz frekans'a varan darbeler gözlemlenmiştir. Tm:LuAG lazerleri için ise sürekli dalga rejimlerinde en yüksek 268 mW'a kadar çıkış gücü ve %44'e varan verimler elde edilmiştir. Çift kırınımlı prizma ile yapılan dalga boyu değişiminde 208 nm'ye varan dalga boyu değişim aralığı gözlemlenmiştir. Birbirine en uzak 55 mW gücünde 1882 ile 2066 nm'de çift dalga boyu ışıması gözlenmiştir. SESAM ile yapılan Q-anahtarlama rejiminde 2,87 𝜇J enerji, 1,36 𝜇s genişlik, 1207 mW tepe gücü, 30,53 kHz frekans'a varan darbeler gözlemlenmiştir.