High Power SESAM Mode-Locked Laser Based on Yb3+:YAlO3 Bulk Crystal

High Power SESAM Mode-Locked Laser Based on Yb3+:YAlO3 Bulk Crystal = Высокомощный лазер на кристалле Yb3+:YAlO3, работающий в режиме синхронизации мод на основе полупроводниковых зеркал с насыщающимся поглотителем / A. Rudenkov [et al.] // Приборы и методы измерений : научно-технический журнал. – 2020. – Т. 11, № 3. – С. 179-186.

Abstract

Yttrium aluminium perovskite YAlO3 (YAP) crystal, doped with rare-earth ions, has been extensively studied as a diode-pumped laser host material. The wide interest to rare-earth ions doped YAP crystals is explained by its good thermal and mechanical properties, high natural birefringence, widely used Czochralski growth method. The aim of this work was to study the Yb3+:YAlO3 crystal as an active medium for high power mode-locked laser. Yb3+-doped perovskite-like aluminate crystals have unique spectroscopic and thermooptical properties that allowed using these crystals as an active medium of high power continuous wave (CW) and modelocked (ML) bulk lasers with diode pumping. In our work spectroscopic properties of Yb:YAP crystal and laser characteristics in CW and ML regimes are investigated. Maximum output power of 4 W with optical-to-optical efficiency of 16.3 % and 140 fs pulse duration have been obtained for Yb:YAP E //c-polarization with 10 % output coupler transmittance. Tunability range as wide as 67 nm confirms high promise of using Yb:YAP crystal for lasers working in wide spectral range.

Abstract in another language

Кристаллы иттрий-алюминиевого перовскита YAlO3 (YAP), легированные ионами редкоземельных элементов интенсивно изучались в качестве активных сред лазеров с диодной накачкой. Интерес к данным кристаллам обусловлен их высокими теплофизическими и механическими свойствами, высоким двулучепреломлением, возможностью роста по широко распространённому методу Чохральского. Целью данной работы было изучение кристалла Yb3+:YAlO3 в качестве активной среды лазера с высокой средней выходной мощностью, работающего в режиме синхронизации мод. Кристаллы YAlO3, легированные трёхвалентными ионами иттербия имеют уникальные спектроскопические и теплофизические свойства, что позволяет использовать данные кристаллы в качестве активных сред лазеров с высокой средней выходной мощностью и диодной накачкой, работающих в режимах непрерывной генерации и пассивной синхронизации мод. В работе исследованы спектроскопические характеристики кристалла Yb:YAP, а также выходные характеристики лазеров на основе данного кристалла, работающих в режимах непрерывной генерации и пассивной синхронизации мод. Средняя выходная мощность 4 Вт с оптической эффективностью 16.3 % и длительностью импульса 140 фс получена для E//c-поляризации при пропускании выходного зеркала 10 %. Диапазон перестройки 67 нм подтверждает высокие перспективы использования кристалла Yb:YAP в качестве активной среды лазеров, работающих в широком спектральном диапазоне.