Diagrama esquemático da configuração experimental para cristal Ho,Pr:YAP bombeado na extremidade por laser Raman de 1150nm. Crédito:Zhang Huili Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Sun Dunlu dos Institutos de Ciências Físicas de Hefei (HFIPS), da Academia Chinesa de Ciências, sintetizou com sucesso novos cristais de infravermelho médio Ho, Pr:YAP e Er:YGGAG usando o método Czchralski (Cz), e melhorou o desempenho do laser de onda contínua do cristal Er:YSGG com bombeamento lateral de diodo laser (LD) por meio da tecnologia de ligação térmica.
Os resultados da pesquisa foram publicados na Optics Express .
Os lasers infravermelhos médios de 2,7 ~ 3 μm estão localizados na forte banda de absorção de moléculas de água, que têm amplas perspectivas de aplicação em campos como biomédica, sensoriamento remoto óptico e óptica não linear.
Num estudo recente, os cientistas descobriram uma forma de tornar os lasers mais potentes e eficientes. Ao ajustar os componentes do material do laser, eles descobriram que o desempenho poderia ser melhorado. Especificamente, eles aumentaram a concentração de um componente de Ho
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íons e adicionou apenas a quantidade adequada de outro componente de Pr
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íons.
Esse ajuste ajudou a tornar a operação do laser mais eficiente, inibindo o “efeito de autoterminação”. Usando o método Cz, eles conseguiram cultivar um novo cristal Ho,Pr:YAP, para emitir laser em cerca de 3 micrômetros. É uma melhoria significativa em relação ao antigo laser Ho:YAP porque precisa de menos potência de bomba para começar a funcionar e produz o laser com mais eficiência.
Além disso, os cientistas descobriram que ao co-dopar quantidades apropriadas de Gd
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e Ga
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íons no cristal YAG, a desordem cristalina aumenta, levando a uma ampla emissão na região do infravermelho médio. Usando o método Cz, um novo cristal Er:YGGAG foi cultivado, permitindo a realização do laser ultracurto e sintonizável de infravermelho médio em torno de 2,8 micrômetros.
Para resolver as limitações na saída do laser de ondas contínuas, os pesquisadores desenvolveram uma técnica de ligação térmica. Ao ligar o cristal YSGG não dopado a ambas as faces finais de outro cristal Er:YSGG, eles conseguiram reduzir os “efeitos térmicos”. Isso tornou o desempenho do laser muito melhor e uma potência de saída máxima de 28,02 watts foi alcançada.
Esses pesquisadores lançaram a base material para o desenvolvimento de lasers infravermelhos médios de estado sólido e forneceram referências para o projeto e desenvolvimento de novos e eficientes materiais de ganho de laser infravermelho médio.
