Gelişmekte olan tulyum iyon katkılı lazer ortamının 2000 nm civarında sürekli dalga ve darbeli çalışmasının araştırılması ve ZnS/ZnSe barındıran malzemelerin oluşturulması

Son yıllarda, 2000 nm'ye yakın ayarlanabilir, koherent lazer radyasyonu üretebilen tulyum iyonu katkılı katı hal kazanç ortamında önemli bir gelişme olmuştur. Bu lazerler, sürekli dalga (CW), darbeli ve mod kilitli modlarda çalışabilir ve cerrahi, spektroskopi ve orta kızılötesi optik parametrik osilatörlerin pompalanması gibi çeşitli alanlarda uygulama bulmuştur. Bu tez, 2 μm yakınında çalışan bir tulyum katkılı lutetia (Tm3+:Lu2O3) seramik lazerin kendinden Q anahtarlamalı (SQS) çalışmasının başarılı bir şekilde gösterilmesine odaklanmaktadır. Boşluğa odaklanmayı optimize ederek, harici bir modülatöre ihtiyaç duymadan farklı ayrı kavisli ayna ayrımlarında SQS işlemi sağlandı. Bu, 2091 nm dalga boyunda ve 776 nm'de 632 mW pompa gücü ile 26,7 kHz tekrarlama hızında 9,7 μs darbelerin üretilmesiyle sonuçlandı. Ayrıca, 33 mW kadar düşük bir kalıcı eşik pompa gücü ile düşük eşikli CW çalışmasını sağlamak için dikkatle tasarlanmış bir rezonatör kullanıldı. CW Tm3+:Lu2O3 seramik lazer, 2073 ve 2235 nm arasında geniş bir dalga boyu ayarlama aralığı sergiledi. Bu yeni başarı, orta kızılötesi spektral bölgede oldukça verimli ve çok yönlü lazer sistemlerinin geliştirilmesinin yolunu açıyor. Bu araştırma aynı zamanda tulyum iyon katkılı ZnSe ve ZnS katı hal kazanç ortamı üretmek için sentez yöntemlerine odaklanmaktadır. Şu anda, tek kristal ve seramik lazer ortamları, Czochralski işlemi, Floating Zone ve kimyasal buhar biriktirme gibi zaman alıcı, pahalı ve tehlikeli kimyasalların kullanımını içeren yöntemler kullanılarak üretilmektedir. Kimyasal buhar aktarımı (CVT), tek kristaller için dikey Bridgman tekniği ve seramikler için kıvılcım plazma sinterleme gibi alternatif yöntemler araştırılmıştır. Bu çalışmada, CVT yöntemi, bilyeli öğütülmüş tozlarla 1.8 mm kalınlığındaki bir numune için %40'a varan bir optik iletim sağlamıştır. Bridgman tekniği kullanılarak bilyeli öğütülmüş tozlardan ZnSe kristalleri elde edilmiştir. Ayrıca, yüksek enerjili bilyeli öğütme kullanan tulyum katkılanması da bu kazanç ortamlarını sentezlemek için potansiyel bir teknik olarak araştırıldı.