Generación, caracterización y aplicaciones de pulsos láser ultracortos

• Autores: Libertum, Ariel Rubén
• Año de publicación: 2002
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Marconi, Mario Carlos
• Materia: PULSOS ULTRACORTOS; PULSOS DE FEMTOSEGUNDOS; LASER DE TI:AL SUB 2 O SUB 3; LASER DE ND:YAG; CAVIDAD EXTENDIDA; AMPLIFICADOR MULTIPASAJE; AMPLIFICADOR TIPO CORBATA DE MOÑO GIRADA; DOBLADO INTRACAVIDAD; CARACTERIZACION DE PULSOS ULTRACORTOS; RETARDO DE GRUPO; MEDICIONES ULTRARRAPIDAS; VARIACION RAPIDA DEL CAMINO OPTICO; DGDOM; ULTRASHORT PULSES; FEMTOSECOND PULSES; TI:AL SUB 2 O SUB 3 LASER; ND:YAG LASER; EXTENDED CAVITY; MULTIPASS AMPLIFIER; TWISTED BOW TIE AMPLIFIER; INTRACAVITY DOUBLING; ULTRASHORT PULSE CHARACTERIZATION; GROUP DELAY; ULTRAFAST MEASUREMENTS; FAST SCANNER; FFAST VARIATION OF OPTICAL PATH LENGTH; DGDOM
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Se presenta el diseño y construcción de un láser de Titanio-Zafiro de pulsosultracortos, sus sistemas de monitoreo y se explican los efectos principales que contribuyena su funcionamiento pulsado. El láser construido emite pulsos de 50 a 100 fs de duración auna frecuencia de repetición de 90 MHz, con un ancho espectral de entre 20 y 50 nmcentrado alrededor de los 800 nm y con una potencia media de 400 mW aproximadamente. Se describe una cavidad láser del Ti:Za modificada que emite pulsos cinco veces más energéticos que la cavidad convencional y a una frecuencia de repetición cinco veces másbaja. También se presenta un diseño de un amplificador multipasaje tipo corbata de moñogirada para la amplificación de los pulsos de láser de Ti:Za, y se analiza su desempeño apartir de un modelo teórico simple. Se expone el montaje experimental del mismo y sepresentan las pruebas realizadas. Asimismo, se detalla la construcción y características de unláser construido para bombear la etapa amplificadora. El mismo consiste en un Nd:YAG,pulsado por la técnica de modulación de perdidas, doblado intracavidad que emite pulsos de 25 ns de duración a 4 kHz y con una potencia media de 160mW a 532 nm. Se explica un método para introducir variaciones rápidas de camino óptico y unsistema óptico para monitorearlo. Como resultado de la implementación experimental, se muestra la generación de retardos del orden de los 100 ps a una frecuencia de 10 Hz. Finalmente se presenta una nueva técnica para la caracterización de pulsos ultracortos en fase y amplitud. La técnica, denominada DGDOM, mide en forma directa elretardo de grupo de las componentes de frecuencia de un pulso ultracorto. DGDOM esdemostrado a partir de un desarrollo teórico, es probado a partir de simulaciones numéricasy validado en forma experimental.
The design and construction details of an ultrashort pulse Titanium-Sapphire laserwith its monitoring systems is presented and the main effects contributing to its pulsedbehavior are described. The built laser emits pulses 50 to 100 fs in duration at a repetitionrate of 90 MHz, with a bandwidth of 20 to 50 nm centered around 800 nm and an averageoutput power of 400 mW approximately. A modified Ti:sapphire laser cavity that emits pulses five times as energetic as thestandard cavity, at a repetition rate five times lower, is described. A design of the twistedbow tie multipass amplifier for amplifying Ti:sapphire pulses is presented and itsperformance is analyzed with a simple theoretical model. Its experimental set-up is showedand test results are presented. The construction and characteristics of the laser built forpumping the amplifying stage it is also detailed. The laser is a Q-Switched Nd:YAGintracavity-doubled that emits 25 ns long pulses at 4 kHz and with an average output powerof 160mW at 532 nm. A method to produce rapid changes in optical path lengths and a system to monitor itare explained. As a result of experimental implementation, 100 ps of optical delays at arepetition rate of 10 Hz is shown. Finally, a new technique for ultrashort pulse characterization in phase and amplitudeis presented. The technique, called DGDOM, directly measures the group delay of thefrequency components of an ultrashort pulse. DGDOM is theoretically demonstrated, provedwith numerical simulations and experimentally validated.
Fil: Libertum, Ariel Rubén. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.