Development of high repetition rate Cr:LiCAF femtosecond lasers and application of multipass-cavity Ti:Sapphire lasers in THz generation

Maliyeti düşük, dayanıklı, kompakt ve verimli fs lazerlerinin geliştirilmesi, zaman ve frekans çerçevesindeki uygulamalar için önem arz etmektedir. Son zamanlarda, Cr+3 katkılı colquiriite lazer malzemeleri (Cr:LiSAF, Cr:LiCAF, Cr:LiSGaF) bazı avantajları sayesinde Ti:safir lazerlerine önemli bir alternatif oluşturmuşlardır. Bu avantajlar, maliyeti düşük diyotlarla pompalanmaya elverişli olmaları, geniş ışınım bantlarına sahip olmaları ve oda sıcaklığında yüksek kuantum verimine sahip olmaları olarak sıralanabilir. Bu tezin ilk kısmında, 100 MHz üzerinde çalışan, daralan kılavuz yapılı diyot ile pompalanan, yüksek güçlü, maliyeti düşük, yüksek verimlilikte çalışan 800nm Cr:LiCAF lazerinin tasarımı ve deneysel sunumu ele alınmıştır. Buradaki amaç, frekans tarağı uygulamaları için yüksek tekrarlama frekanslarında çalışan osilatörler yapmaktır. Deneylerde, %7 Cr:LiCAF kristalinin kullanıldığı x-kavite, 1-W gücünde yüksek parlaklıktaki daralan kılavuz tapılı diyot ile 675 nm de pompalanmıştır. 915 mW güç ile uyarılan Cr:LiCAF lazeri ortalama gücü 51 mW olan, 120 MHz tekrar frekansında, 340 fs genişliğinde darbeler üretmiştir. Rezonatörün sürekli kip-kilitliliğini sağlamak için doyabilen (saturable) Bragg yansıtıcı aynalar kullanılmıştır. Bu çalışmanın ilerleyen aşamalarında, GHz tekrarlama frekanslarına ulaşılması beklenmektedir. Tezin ikinci kısımında 776 nm dalga boylarında femto-saniye atımlar üreten 5.53MHz tekrarlama frekansına sahip, çok yansımalı Ti:Safir (MPC-Ti:A2O3) laseri ile fotoiletken anten kullanarak THz radyasyonu üretmek amaçlanmıştır. Ortalama gücü 60-70mW olan 98fs lik Ti:safir lazerinin çıkışı LtGaAs yapılı fotoiletken anten üzerine odaklanarak 5mV genlikli 0.1-0.7 THz bant genişliğine sahip THz atımı ölçülmüştür. Daha iyi anten ve algılama düzenegi kullanarak, daha geniş bant genişliğine sahip ve daha yüksek verimlilikte THz üretimini amaçlamaktayız.