Design and Optimal Parameters of a Small-sized Diode-Pumped Nd:YAG Laser Setup

Machekhin, Yu. P.; Herasymov, S. S.; Hnatenko, O. S.

Публікація:
Design and Optimal Parameters of a Small-sized Diode-Pumped Nd:YAG Laser Setup

dc.contributor.author	Machekhin, Yu. P.
dc.contributor.author	Herasymov, S. S.
dc.contributor.author	Hnatenko, O. S.
dc.date.accessioned	2023-11-15T14:07:24Z
dc.date.available	2023-11-15T14:07:24Z
dc.date.issued	2023
dc.description.abstract	Дана стаття присвячена моделюванню, проектуванню та подальшій розробці практичної установки малогабаритного твердотільного лазера з середовищем посилення Nd:YAG та діодною накачкою. Твердотільні лазери існують близько 50 років і зазнали як позитивних, так і негативних аспектів під час своєї еволюції. Тим не менш, вони завжди займали важливе місце в багатьох галузях промисловості, наукових дослідженнях і повсякденній діяльності. На сьогоднішній день, такі пристрої широко використовуються та розвиваються в локації, виробництві, медицині та військовій техніці. Тому розробка та оптимізація їх структури залишається актуальною та важливою проблемою. Виявлено основні параметри компонентів компактного Nd:YAG лазера з діодною накачкою, які можуть бути реалізовані в конструкції далекоміра. Основні результати роботи. Розроблено та промодельовано Nd:YAG лазер з габаритними розмірами 350 x 25 x 25 мм; розміри лазерної активної головки 110 x 25 x 25 мм. Діодна накачка являє собою матрицю з шести діодів потужністю 90 Вт кожен, які працюють в імпульсному режимі тривалістю 250 нс. Резонатор складається з двох дзеркал, з коефіцієнтом відбиття на виході від 0,66 до 0,74. Активний елемент має довжину 72 мм. З такими параметрами лазера перший гігантський імпульс після початку накачування був досягнутий за 59 мкс, вихідна енергія 25 мДж і ефективність лазерної системи 22 %. Додатково генерувалися наступні імпульси випромінювання з інтервалом часу 4 мкс. Отримані в роботі результати дозволяють створити твердотільний лазер з діодною накачкою з енергією випромінювання на виході до 25 мДж і компактними розмірами резонатора близько 80 x 25 x 25 мм. This paper is dedicated to the modeling, design, and consequent construction of the practical setup of the small-size solid-state laser with Nd:YAG gain medium and the diode pumping. Solid-state lasers have been in existence for around 50 years and have experienced both positive and negative aspects during their evolution. Nevertheless, they have always held an essential position in numerous industries, scientific endeavors, and everyday activities. Nowadays, such devices are widely used and developed in location, manufacturing, medicine, and of course in military. Hence, the development and optimization of their structure remain a pertinent and important issue. The research reveals the basic component parameters for a compact Nd:YAG laser with diode pump, which can be implemented in the construction of range-finder. The main results of the work. Nd:YAG laser with overall dimensions of 350 x 25 x 25 mm was developed and modeled; the dimensions of the laser active head are 110 x25 x 25 mm. Diode pumping is a matrix of six diodes with a power of 90 W each, which operate in a pulse mode with a duration of 250 ns. The resonator consists of two mirrors, with an output reflectance from 0.66 to 0.74. The active element is 72 mm long. With these laser parameters, the first giant pulse after the start of pumping was achieved at 59 µs, an output energy of 25 mJ, and a laser system efficiency of 22 %. Additionally, the following radiation pulses were generated with a time interval of 4 µs. The results obtained in this work make it possible to create a diode-pumped solid-state laser with an output radiation energy of up to 25 mJ and have compact cavity dimensions of about 80 x 25 x 25 mm.
dc.identifier.citation	Machekhin Yu. P. Design and Optimal Parameters of a Small-sized Diode-Pumped Nd:YAG Laser Setup / Yu. P. Machekhin, S. S. Herasymov, O. S. Hnatenko // Journal of Nano- and Electronic Physics. – 2023. – Vol. 15, № 5. – p. 05010-1–05010-5.
dc.identifier.uri	https://openarchive.nure.ua/handle/document/24758
dc.language.iso	en
dc.subject	лазерний діод
dc.subject	потужність випромінювання
dc.subject	накачування
dc.subject	твердотільний лазер
dc.subject	активна зона
dc.subject	глухе дзеркало
dc.subject	довжина хвилі
dc.subject	лабораторна установка
dc.subject	laser diode
dc.subject	radiation power
dc.subject	pumping
dc.subject	solid-state laser
dc.subject	active zone
dc.subject	reflective mirror
dc.subject	wavelength
dc.subject	laboratory setup
dc.title	Design and Optimal Parameters of a Small-sized Diode-Pumped Nd:YAG Laser Setup
dc.title.alternative	Конструкція та оптимальні параметри малогабаритної Nd:YAG-лазерної установки з діодним накачуванням
dc.type	Article
dspace.entity.type	Publication