Bant-içi diyot pompalı, Tm:YAG ve Tm:LuAG katı-hal lazer sistemlerinin geliştirilmesi ve performanslarının incelenmesi

Bu tez çalışmasında son yıllarda geliştirilen 1,6 μm bölgesindeki yüksek parlaklığa sahip telekom uygulamalarında sıklıkla kullanılan lazer diyotları ile Tm+3 katkılı lazerler uyarılmıştır. Bu lazer diyotlar kullanılarak 10 farklı Tm:YAG ve 10 farklı Tm:LuAG kristali ile kurulan katı-hal lazer sistemleri uyarılarak sürekli-dalga rejimindeki ve darbeli rejimlerdeki performansları incelenmiştir. Tm:YAG lazerlerinden (1 W giriş gücü ile) 189 mW çıkış gücüne ve %64 verime kadar sonuçlar elde edilmiştir. Q-anahtarlamalı rejimde en kısa 1,09 μs genişliğinde, en sık 22,54 kHz tekrarlama frekansında darbeler elde edilmiştir. Bu sistemlerde en yüksek darbe tepe gücü 2,03 W ve darbe enerjisi 2,35 μJ değerindedir. Tm:LuAG lazerlerinden (1 W giriş gücü ile) 147 mW çıkış gücüne ve %68 verime kadar sonuçlar elde edilmiştir. Qanahtarlamalı rejimde en kısa 1,99 μs genişliğinde, en sık 27,46 kHz tekrarlama frekansında darbeler elde edilmiştir. Bu sistemlerde en yüksek darbe tepe gücü 0,56 W ve darbe enerjisi 1,42 μJ değerindedir. Ayrıca dalga boyu değişim dinamikleri incelenmiş ve Tm:YAG lazerleri ile 204 nm'ye kadar (1871-2075 nm arası), Tm:LuAG lazerleri ile 159 nm'ye kadar (1924-2083 nm arası) değişim gözlemlenmiştir. Katı hal Tulyum lazerleri uygun dalga boyu ile uyarıldığında, 2 μ bölgesinde ışınım yapabilmektedir. 2 μ bölgesindeki lazerler göze zararsız bölgede ışıma yapabilen lazerlerdir. Bu lazerler suda yüksek absorpsiyon özelliği gösterirler ve nispeten bu özellik etkisi ve spektral özellikleriyle LiDAR sistemleri, mikro cerrahi, polimer, yarı iletken ve metallerin işlenmesi, savunma sanayisi, gaz algılama endüstrileri gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılırlar. Rüzgar hızı ölçümü, su buharı, karbondioksit konsantrasyonu tespiti gibi uzun menzil tespitleri ile meteorolojik veriler sağlarlar. Yine dokunun ana bileşeninin su olduğu düşünüldüğünde, dokuda mikrometre seviyesinde penetrasyon derinliği gösterebildiklerinden yüksek hassasiyet gerektiren cerrahi ameliyatlarında dokunun oldukça hassas bir şekilde kesimi sağlanır. Bu tez çalışmasında gerçekleştirilen lazerlerin özellikle LiDAR ve spektroskopi gibi alanlarda büyük ilgi uyandıracağı düşünülmektedir.