Fuente de luz azul: láser de Nd:YVO4 de 1.342 um triplicado en frecuencia
En este trabajo se propone la obtención de una fuente de luz azul de 447 nm a partir de la generación simultánea del segundo y tercer armónicos de la línea de emisión de 1.342 µm de un láser cuyo medio de ganancia es un cristal de neodimio en ortovanadato de itrio (Nd:YVO4). El segundo armónico se g...
| Author: | |
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| Format: | master thesis |
| Status: | Published version |
| Publication Date: | 2010 |
| Country: | México |
| Institution: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repository: | Repositorio Institucional CICESE |
| Language: | Spanish |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/571 |
| Online Access: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/571 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | info:eu-repo/classification/Autor/Generación de segundo y tercer armónico,Tantalato de litio,Cuasiempatamiento de fases info:eu-repo/classification/cti/1 info:eu-repo/classification/cti/22 info:eu-repo/classification/cti/2209 |
| Summary: | En este trabajo se propone la obtención de una fuente de luz azul de 447 nm a partir de la generación simultánea del segundo y tercer armónicos de la línea de emisión de 1.342 µm de un láser cuyo medio de ganancia es un cristal de neodimio en ortovanadato de itrio (Nd:YVO4). El segundo armónico se genera por cuasiempatamiento de fases de primer orden y el tercer armónico se produce por cuasiempatamiento de fases de tercer orden a través de un proceso de suma de frecuencias entre el segundo armónico y la onda a la frecuencia fundamental. Los dos haces se obtienen en una única oblea de tantalato de litio en la que se invierte, con la periodicidad adecuada, el signo de la polarización espontánea. La longitud de onda fundamental para la cual se pueden generar simultáneamente los dos armónicos depende del material empleado, y en el caso del tantalato de litio periódicamente polarizado (PPLT) resulta que, por pura coincidencia, justamente la segunda línea de emisión más fuerte del láser de Nd:YVO4, la de 1.342 µm, puede ser utilizada para este propósito. Calculamos que la periodicidad a la que este efecto ocurre es 14.24 µm y a una temperatura de 220 °C, Sin embargo, estos valores dependen muy sensiblemente de la variación del índice de refracción con la longitud de onda y temperatura; incertidumbres del orden de 1/10,000 del índice pueden cambiar significativamente esta periodicidad y temperatura. Para observar la generación simultánea del segundo y tercer armónicos fue necesario, por un lado, construir un láser que emitiera a 1.342 µm, y por otra lado fabricar un cristal PPLT con la periodicidad adecuada. Es la primera vez que se fabrica en el CICESE un láser que emita a 1.342 µm; de este láser obtuvimos más de 300 mW en modo continuo. En cuanto al cristal de PPLT, fabricamos uno con cinco rejillas con periodicidades desde 14.1 µm hasta 14.5 µm, en pasos de 0.1 µm, usando una técnica ya bien conocida y empleada con anterioridad en el CICESE. La teoría indica que la potencia del tercer armónico es proporcional al cubo de la potencia de bombeo, por lo que se hizo lo posible para aumentar la potencia de éste. Esto se intentó de dos maneras: a) convertir el láser continuo en uno pulsado y b) colocar el cristal PPLT dentro de la cavidad. Para obtener los pulsos utilizamos el método de conmutación de Q (“Q–switching”). Logramos obtener pulsos de 90 ns con una tasa de repetición de 3.59 kHz y de esta manera obtuvimos hasta 300 µW de potencia cuasicontinua del segundo armónico (rojo). Aunque su potencia fue muy baja como para medirla con precisión, también obtuvimos el tercer armónico (azul), el cual fue visible a ojo a una temperatura de 166.4 °C en la rejilla con periodicidad nominal de 14.4 µm. Con el PPLT intracavidad y sin el Q–switch, nuestros cálculos demuestran que, aprovechando el hecho de que las intensidades que se pueden alcanzar dentro de la cavidad láser pueden ser mucho mayores que las que se tienen afuera, es factible conseguir potencias de azul de algunos cientos de miliwatts; sin embargo, con este esquema no fue posible conseguir laseo. Se debe continuar en el intento para lograr potencias altas de azul en continuo. |
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