Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-797
Main Title: Stimulated scattering in solids and new Raman lasers in near-infrared and visible regions
Translated Title: Stimulierte Streuung in Festkörpern und neue Raman Laser im Nahinfraroten und Sichtbaren
Author(s): Gad, Gad Mansour Ahmed
Advisor(s): Eichler, Hans-Joachim
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Es wurden Frequenzverschiebungen gemessen, die durch stimulierte Raman-Streuung (SRS) in Raman-aktiven Materialien erzeugt wurden. Ein modengekoppelter Nd:YAG- Einzelpulslaser mit 100 ps wurde zur Anregung der Stokes- und anti-Stokes Verschiebungen in Einzel und Multi-pass in einem Resonator verwendet. Dies führte zur Entwicklung neuer Raman-Festkörperlaser. Der erste Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Erzeugung von stimulierter Raman-Streuung in anorganischen, organischen Kristallen und glasartigen Materialien. Die Laserstrahlung wird in Stokes-Linien mit kleineren Frequenzen als der des Lasers und in anti-Stokes-Linien mit größeren Frequenzen als der des Lasers umgewandelt. Mit BiB-3O6, Bi4Ge3O12 u.a. Kristallen wurden neue effiziente Frequenzkonverter gefunden. Sie kombinieren nichtlineare Frequenzumsetzung in Form von SRS und Frequenzverdopplung (SHG) in einem Kristall und ermöglichen eine effiziente Verschiebung der Nd:YAG Laseremission in diskrete Linien im sichtbaren Bereich. In C16H15N3O4 Kristallen wurde Selbstfrequenzverdopplung beobachtet, wobei Frequenzverdopplung der ersten (1280,4 nm) und zweiten (1606,9 nm) Stokes-Linie zu Wellenlängen von 640,2 nm und 803,4 nm stattfindet. Dies ist die erste Beobachtung des Selbstfrequenzverdopplungs Effektes in organischen Einkristallen. Der zweite Teil dieser Arbeit behandelt die Untersuchung von Raman-Lasern, um sowohl neue Wellenlängen im Nah-Infraroten, als auch Konversion in den sichtbaren Bereich zu erreichen. Resonante SRS in die zweite Stokes-Linie und nachfolgende Frequenzverdopplung mit einem Verdoppler-Kristall erweitern die Nd:YAG Wellenlängen in den roten Spektralbereich. Raman-Laser auf den 2.-Stokes- Linien von PbWO4 und Ba(NO3)2 Kristallen wurden bei den Wellenlängen von 1316,6 und 1369 nm realisiert. Diese Raman Stokes-Linien im Infraroten bei 1316,6 nm und 1369 nm wurden, unter Beibehaltung der guten Strahlqualität des Stokesstrahls, mit einem KD*P Verdoppler-Kristall in den sichtbaren Spektralbereich bei 658 nm und 685 nm umgewandelt. Schliesslich wurden Festkörper Raman-Laser mit Wellenlängen kürzer als die des Pumpstrahls realisiert. Zum ersten Mal wurde ein anti-Stokes Ba(NO3)2 Raman-Laser bei einer Wellenlänge von 957 nm vorgestellt, der mit einem Nd:YAG Laser bei 1064 nm mit einer Pulsdauer von 8-9 ns gepumpt wird.
The frequency shifts based on stimulated Raman scattering SRS in Raman-active materials are experimentally investigated. A mode-locked Nd:YAG ps-single-pulse laser is used to study the Stokes and anti-Stokes shifting under single pass and resonant conditions. This leads to generation of new solid-state Raman lasers. First part of this work is the generation of SRS in inorganic, organic crystals and glassy materials. The laser radiation shifts to Stokes lines with frequency smaller than the laser frequency and anti-Stokes lines with frequency higher than the laser frequency. BiB3O6, Bi4Ge3O12, Bi4Si3O12, AANP, C13H10O, GuZN-III and 4´-Nitrobenzylidene-3-Acetamino-4-Methoxyaniline crystals are investigated as a new efficient shifter crystals. They combine SRS and second harmonic generation SHG nonlinear frequency conversion in the same crystal and allow to efficiently shift the Nd:YAG laser emission to discrete lines in the visible. Self-SHG is observed in a C16H15N3O4 crystal, SHG of the first (?S1 = 1280.4 nm) and second (?S2 = 1606.9 nm) Stokes lines generate ?SHG = 640.2 nm and ?SHG = 803.4 nm, respectively. This is the first observation of the self-SHG effect in organic single crystals. Second part of this work is the investigation of Raman lasers to reach new near-IR wavelengths and conversion to the visible. Resonant SRS to the second-Stokes line and subsequent SHG with a doubler crystal extends the Nd:YAG wavelengths to the red spectral region. Second-Stokes Raman-lasers with PbWO4 and Ba(NO3)2 crystals at wavelengths 1316.6 nm and 1369 nm, respectively are available. Raman Stokes lines in IR at 1316.6 and 1369 nm are converted to the visible spectral region at 658 nm and 685 nm wavelengths with KD*P frequency doubling conserving the good Stokes beam quality. Finally, Solid-state Raman laser with wavelength shorter than the pump beam is available. First-anti-Stokes Ba(NO3)2 Raman laser at wavelength 957 nm is demonstrated for the first time. For generation first-anti-Stokes Raman laser nanosecond Nd:YAG laser at 1064 nm wavelength with pulse duration 8-9 ns was used.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-6984
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1094
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-797
Exam Date: 25-Jul-2003
Issue Date: 13-Aug-2003
Date Available: 13-Aug-2003
DDC Class: 530 Physik
Subject(s): Kristalle
Raman Laser
Stimulierte Raman Streuung
Crystals
Raman lasers
Stimulated Raman scattering
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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