680 nm'de daralan kılavuz yapılı diyotla uyarılan Tm:YAG ve Tm:LuAG lazerlerinin geliştirilerek performanslarının incelenmesi
Development and investigation of the performance of Tm:YAG and Tm:LuAG lasers excited with narrowing guide structured diode at 680 nm
- Tez No: 933131
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERSEN BEYATLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 176
Özet
785-808 nm, 1150 nm ve 600-700 nm aralıklarında uyarılıp 2 𝜇m'de ışıma yapabilen Tm+3 lazerleri sağlıkta, endüstride, bilimsel araştırmalarda, askeri uygulamalarda, ışık gösterileri gibi çok geniş bir yelpazede kullanılmaktadırlar. Tm+3 lazerleri çapraz sönümleme etkisi ve gerekli ekipmanlara kolaylıkla ulaşılabilinmesinden ötürü genellikle 785 nm'de uyarılmaktadırlar. Geçmişten bugüne kadar Tm+3 lazerlerinin 680 nm'de uyarılma yapabilmek için uygun pompalama ekipmanlarına erişim zor olmasından ötürü bu dalga boyunda Tm+3 lazer sistemlerinin oldukça az olduğu gözlemlenmiştir. Ancak Tm+3 lazerlerinin soğurma bandı incelendiğinde 680 nm'de uyarılan lazerler 785 nm'de uyarılan lazerlere göre üç kat daha fazla soğurulmaktadır ve 680 nm'de uyarılan lazerler 785 nm'de uyarılan lazerlere göre daha fazla çapraz sönümleme etkisinin olduğu görülmektedir. Yapılan bu çalışmada son yıllarda geliştirilen yüksek parlaklığa sahip 1W'lık daralan kılavuz yapılı AlGaInP lazer diyotlar ile 680 nm'de Tm:YAG ve Tm:LuAG lazer sistemleri uyarılmıştır. %1,5 katkılı 9,7,5 ve 3 mm uzunluğunda; %3 katkılı 7,5 ve 3 mm uzunluğunda; %6 katkılı 7,5 ve 3 mm uzunluğunda Tm:YAG lazerleri ve %2 katkılı 9,7,5 ve 3 mm; %4 katkılı 7,5 ve 3 mm uzunluğunda; %6 katkılı 7,5 ve 3 mm uzunluğunda TmLuAG lazerleri olmak üzere 20 farklı lazer sistemi kurulmuştur. Her bir sistem için sürekli dalga rejimi, dalga boyu değişimi, çift dalga boyu ışıma spektrumu, M^2 ölçümü ve Q-anahtarlama darbe rejimleri incelenmiştir. Yapılan incelemelerde Tm:YAG lazerleri için sürekli dalga rejimlerinde en yüksek 332 mW'a kadar çıkış gücü ve %45'e varan verimler elde edilmiştir. Çift kırınımlı prizma ile yapılan dalga boyu değişiminde 216 nm'ye varan dalga boyu değişim aralığı gözlemlenmiştir. Birbirine en uzak 48 mW gücünde 1878 ile 2082 nm'de çift dalga boyu ışıması gözlenmiştir. SESAM ile yapılan Q-anahtarlama rejiminde 2,83 𝜇J enerji, 0,872 𝜇s genişlik, 1180 mW tepe gücü, 37,88 kHz frekans'a varan darbeler gözlemlenmiştir. Tm:LuAG lazerleri için ise sürekli dalga rejimlerinde en yüksek 268 mW'a kadar çıkış gücü ve %44'e varan verimler elde edilmiştir. Çift kırınımlı prizma ile yapılan dalga boyu değişiminde 208 nm'ye varan dalga boyu değişim aralığı gözlemlenmiştir. Birbirine en uzak 55 mW gücünde 1882 ile 2066 nm'de çift dalga boyu ışıması gözlenmiştir. SESAM ile yapılan Q-anahtarlama rejiminde 2,87 𝜇J enerji, 1,36 𝜇s genişlik, 1207 mW tepe gücü, 30,53 kHz frekans'a varan darbeler gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Tm3+ lasers, which can be excited in the ranges of 785-808 nm, 1150 nm and 600-700 nm and emit at 2 𝜇m, are used in a wide range of areas such as health, industry, scientific research, military applications, and light shows. Tm3+ lasers are generally excited at 785 nm due to the cross-fading effect and easy access to the necessary equipment. From the past to the present, it has been observed that Tm3+ laser systems are quite rare at this wavelength due to the difficulty of accessing suitable pumping equipment to excite Tm3+ lasers at 680 nm. However, when the absorption band of Tm3+ lasers is examined, lasers excited at 680 nm are absorbed three times more than lasers excited at 785 nm, and it is seen that lasers excited at 680 nm have more cross-fading effect than lasers excited at 785 nm. In this study, Tm:YAG and Tm:LuAG laser systems were excited at 680 nm with recently developed high brightness 1 W narrow guide structure AlGaInP laser diodes. 20 different laser systems were established including 1.5% doped 9, 7.5 and 3 mm in length; 3% doped 7.5 and 3 mm in length; 6% doped 7.5 and 3 mm in length Tm:YAG lasers and 2% doped 9, 7.5 and 3 mm in length; 4% doped 7.5 and 3 mm in length; 6% doped 7.5 and 3 mm in length TmLuAG lasers. Continuous wave regime, wavelength change, dual wavelength radiation spectrum, M^2 measurement and Q switching pulse regimes were investigated for each system. In the investigations, the highest output power up to 332 mW and efficiencies up to 45% were obtained for Tm:YAG lasers in continuous wave regime. In the wavelength change made with a double-refractive prism, a wavelength change range of up to 216 nm was observed. Dual wavelength radiation was observed between 1878 and 2082 nm at the farthest power of 48 mW. In the Q-switching regime performed with SESAM, pulses with an energy of 2.83 𝜇J, a width of 0.872 𝜇s, a peak power of 1180 mW, and a frequency of up to 37.88 kHz were observed. For Tm:LuAG lasers, a maximum output power of up to 268 mW and efficiencies of up to 44% were obtained in the continuous wave regime. A wavelength change range of up to 208 nm was observed in the wavelength change made with a double-refractive prism. Dual wavelength radiation was observed between 1882 and 2066 nm at the farthest power of 55 mW. In the Q switching regime with SESAM, pulses with energy of 2.87 𝜇J, width of 1.36 𝜇s, peak power of 1207 mW, and frequency of up to 30.53 kHz were observed.
Benzer Tezler
- Saponin içerikli lipozom formülasyınlarının geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of the saponin containing liposome formulations
SİBEL BARBAROS
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ
- Elektrokimyasal aşındırma yöntemi ile GaAs üzerinde üçboyutlu mikro ve nano yüzey üretimi
3d micro and nano surface manufacturing on GaAs byelectrochemical etching method
HASAN YÜNGEVİŞ
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİYE AÇIKGÖZ
- Biyotinidaz enzim aktivite ölçümü için yeni bir florojenik prob geliştirilmesi
Development of a novel fluorogenic probe for the measurement of biotinidase enzyme activity
FEYZANUR EKŞİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimyaİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALTUN
- Spark plazma sinterleme sisteminde transparan Y2O3 üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of transparent Y2O3 via spark plasma sintering
ESİN KORKMAZ
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ÇINAR ŞAHİN