Un grupo de investigación dirigido por el Prof. Sun Dunlu de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS), Academia de Ciencias de China, ha sintetizado con éxito nuevos cristales de Ho, Pr:YAP y Er:YGGAG en el infrarrojo medio utilizando el método Czchralski (Cz), y mejoró el rendimiento del láser de onda continua del cristal Er:YSGG de bombeo lateral con diodo láser (LD) mediante tecnología de unión térmica.
Los resultados de la investigación fueron publicados en Optics Express. .
Los láseres de infrarrojo medio de 2,7 ~ 3 μm están ubicados en la fuerte banda de absorción de las moléculas de agua, que tienen amplias perspectivas de aplicación en campos como la biomédica, la teledetección óptica y la óptica no lineal.
En un estudio reciente, los científicos han encontrado una manera de hacer que los láseres sean más potentes y eficientes. Al ajustar los componentes del material láser, descubrieron que se podía mejorar el rendimiento. En concreto, aumentaron la concentración de un componente de Ho 3+ iones y añadió sólo la cantidad adecuada de otro componente de Pr 3+ iones.
Este ajuste ayudó a que la operación del láser fuera más eficiente al inhibir el "efecto de autoterminación". Utilizando el método Cz, pudieron hacer crecer un nuevo cristal Ho,Pr:YAP, para emitir láser a aproximadamente 3 micrómetros. Es una mejora significativa con respecto al láser Ho:YAP anterior porque necesita menos potencia de bombeo para comenzar a funcionar y emite láser de manera más eficiente.
Además, los científicos han descubierto que al dopar cantidades apropiadas de Gd 3+ y Ga 3+ iones en el cristal YAG, el desorden del cristal aumenta, lo que lleva a una amplia emisión en la región del infrarrojo medio. Utilizando el método Cz, se ha cultivado un nuevo cristal Er:YGGAG, lo que permite la realización del láser ultracorto y sintonizable de infrarrojo medio de alrededor de 2,8 micrómetros.
Para abordar las limitaciones en la producción de láser de onda continua, los investigadores desarrollaron una técnica de unión térmica. Al unir cristal YSGG sin dopar a ambos extremos de otro cristal Er:YSGG, lograron reducir los "efectos térmicos". Esto mejoró mucho el rendimiento del láser y se logró una potencia de salida máxima de 28,02 vatios.
Estos investigadores sentaron las bases materiales para el desarrollo de láseres de infrarrojo medio de estado sólido y proporcionaron referencias para el diseño y desarrollo de materiales de ganancia de láser de infrarrojo medio novedosos y eficientes.
