Geniş spektrumlu fiber lazer salıngaç kovuğu geliştirilmesi
Developing a wide spectrum fiber laser oscillator cavity
Yazar: ALİ MURAT SÖZEN
Danışman: PROF. DR. ADNAN TEĞMEN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Katıhal lazerlere uygun bir alternatif olarak fiber lazerler küçültülmüş boyutta durağan ve kolay hizalanabilir. Bu çalışmada ilk olarak doğrusal olmayan optik ve fiber lazerin kuramsal temellerini incelemekteyiz.  Tezin konusu dalgaboyu aralığı 1 μmda çalışan geniş spektrumlu fiber laser salıngaç kovuğu geliştirilmesidir. Ultra kısa lazer atımlarının elde etmenin ana yolu kovuğu kurarken net saçınımını ayarlayarak pasif biçimde mod-kilitlemedir.  Kazanç ortamı olarak Yb-doyurulmuş fiber kullanılmıştır. Bu çeşit bir fiber yüksek verimlilik sağlamaktadır. Genel bir yaklaşım olarak lazer bileşenlerinden gelen saçınımı bastırmak için negatif saçınım veren kırınım ızgarası çifti kullanılmıştır. Çıkış atımının spectrum genişliği 86 nmdir.  Bu tarz bir lazeri  üretmek için bazı kritik noktalar vurgulanmaktadır. Kovuğun mod-kilitli hale gelmesini sağladıktan sonra diğer bir amaç durağan bir hali elde etmektir.  Bunu yapmak için osilatör kovuğunun net saçınımı ayarlanmalıdır. Osilatörden en dar atımı elde etmek net saçınımın sıfıra yaklaşması kuralına bağlı değildir. Bileşenlerden kaynaklanan kovuktaki toplam saçınım bir kırınım ızgarası çiftinden doğan saçınım ile bastırılabilmektedir. Sağlamlık ve bütünlük bakımından bu fiber salıngaç kovuğu inşa edilebilecek lazer sisteminin yükseltme kısımları içinde kaynak lazer olarak kullanılabilir.

Abstract:
As a more suitable alternative to solid-state lasers, fiber lasers are offering compact size, stability, and easier alignment. In this study, first, we explain the theoretical fundamentals of nonlinear optics and fiber laser. The subject of the work is about the development of a wide spectrum fiber laser oscillator cavity operating in the 1 μm wavelength regime. The main way to produce the ultrafast pulses is passively mode-locking of the oscillator cavity by adjusting the net dispersion of the oscillator at the very beginning of the alignment. A Yb-doped fiber was used as a gain medium for this laser. This type of gain fiber is capable of generating a high-efficiency gain. As a general way of approach, we utilized a grating pair for balancing the dispersion coming from cavity elements by applying negative dispersion inside the oscillator. The output pulse spectrum width is 86 nm. We emphasize some critical points for building this type of laser. After achieving to get a mode-locked state of the cavity another goal is to succeed a stable one. For doing this a negative net dispersion of the oscillator cavity should be set. The shortest pulse width obtained directly from the oscillator does not depend on the rule that the shortest pulses will be obtained when the net dispersion approaches zero. The overall dispersion inside the cavity due to the components can be balanced with the dispersion caused by a grating pair. In terms of compactness and robustness, this fiber oscillator cavity can be used as a seed source for the amplification stages of a laser system to be built.