I.N.A.O.E Física de Láseres “Sistema láser de Nd:YAG” Zulema Navarrete Meza Dr. Carlos Treviño Palacios Abril 27, 2004.

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1 I.N.A.O.E Física de Láseres “Sistema láser de Nd:YAG” Zulema Navarrete Meza Dr. Carlos Treviño Palacios Abril 27, 2004

2 ORGANIZACIÓN  Introducción  Constitución Física del Nd:YAG  Propiedades Físicas y Ópticas del Nd:YAG  Propiedades del Láser  Ingeniería del Láser Nd:YAG  Formas de emisión del Láser Nd:YAG  Formas de Operación del Nd:YAG  Aplicaciones  Bibliografía

3 Introducción El Nd:YAG es un láser modelado en cuatro niveles que emite en el N-IR; está constituido por neodimio en forma de iones de impureza en un cristal de itrio-aluminio granate. El cristal tiene buenas propiedades químicas, térmicas y ópticas. Es un láser que emite en onda continua y pulsada. Los métodos más comunes para la modulación interna de la luz láser son Conmutación Q y Amarre de Modos.

4 El Nd es un elemento lantánido embebido en una matriz cristalina de YAG (Y 3 Al 5 O 12 ). El cristal es de un color púrpura pálido. Los Iones Nd 3+ sustituyen alrededor del 1% del Y 3+. Constitución Física del Nd:YAG

5 Propiedades Físicas y Ópticas del Nd:YAG

6 Es importante conocer los espectros de absorción de los medios de ganancia para asegurar la captura de los fotones emitidos por las fuentes de bombeo. En el caso del Nd:YAG dos de sus líneas de absorción más importantes se encuentran a 750 y 810 nm. Propiedades del Láser

7 Niveles de energía a la transición láser a 1064nm del ND:YAG. i) La emisión láser ocurre a 0 =1064.1nm a 27°C ii) El nivel de transición láser inferior (nivel 1) tiene una energía  0.2eV por encima del estado base iii) A 27°C la población del nivel 1 está abajo por un factor de e  E/kT  e -10 del estado base, por lo tanto no es significativo... Propiedades del Láser

8 Sistema de 4 niveles

9 Los láseres de Nd:YAG se pueden encontrar en onda continua (CW) y en forma pulsada. Formas de emisión del Láser Nd:YAG

10 Ingeniería del Láser Nd:YAG

11 Formas de Operación del Nd:YAG Modulación interna del haz de luz:  Onda continua en Amarre de Modos (Mode-Locking)  Nd:YAG pulsado con Conmutación Q (Q-Switching) y Amarre de Modos.

12 Aplicaciones Aplicaciones Militares Ciencia Industria Medicina Comunicaciones

13 ... Aplicaciones i) Generación de Segundo Armónico (SHG) por Doblado de Frecuencia ii) Generación de Tercer Armónico por suma de frecuencia de Segundo Armónico más la frecuencia fundamental iii) Generación de Cuarto Armónico por doblado de frecuencia de Segundo Armónico

14 Bibliografía  Understanding Lasers (An entry-level guide), Jeff HECHT; Ed. IEEE Press. E.U.A., 1992  Fundamentals of Photonics, Bahaa E. A. SALEH & Malvin Carls TEICH; Ed. John Wiley & Sons. E.U.A., 1991  Solid-State Laser Engineering, Walter KOECHNER; Ed. Springer. E.U.A., 1999  Modern and Nonlinear Optics, Miles PADGETT (m.padgett@physics.gla.ac.uk)  www.vloc.com  www.baikowski.com

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