Narrow Linewidth Frequency-Doubled Yellow-Orange Vertical-External-Cavity Surface-Emitting Laser: An Innovative Approach to Compact Low-Cost Sodium Guidestar Laser

窄线宽倍频黄橙垂直外腔表面发射激光器:紧凑型低成本钠 Guidestar 激光器的创新方法

基本信息

  • 批准号:
    0823795
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 33万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2008
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2008-08-15 至 2012-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Objective: We propose an innovative approach to develop high-power single-mode yellow-orange laser. Our objective is to develop a compact low-cost sodium guidestar laser at 589.159 nm (Sodium D2 line) with over 10 W power and narrow linewidth (10-100 MHz) using intra-cavity frequency-doubling of high power vertical-external-cavity surface-emitting laser (VECSEL). By intra-cavity wavelength tuning, we will demonstrate multi-Watt single-frequency lasers in the 570-590 nm, desirable for numerous applications.Intellectual Merit: This is the first attempt to tens of Watts of frequency-doubled single-longitudinal-mode visible VECSEL. To achieve our goal we propose to; (1) combine the area power scaling in multi-chip 1170-1180 nm VECSEL configuration; (2) with efficient intra-cavity frequency doubling for yellow generation, and (3) longitudinal mode selection and stabilization, by an intracavity Lyot filter, cavity length control and self-injection locking. The VECSEL design optimization, power scaling, and nonlinear effects of self-injection locking will be investigated. Broader Impacts: The broader impact of this proposal is significant. First, it will greatly impact the field of high-power single-mode semiconductor lasers. It will provide a novel approach for the development of high-power lasers in hard-reaching wavelength bands. The laser will provide a key tool for a range of applications in various fields. Second, this research covers multiple disciplines in science and engineering including materials, nonlinear optics, semiconductor physics and photonics, providing a unique training opportunity for our graduate and undergraduate students. Finally, the results of the proposed research will be shared with researcher, engineers and educators through technical publications and presentations.
目的:我们提出了一种创新的方法来开发高功率单模黄橙激光。我们的目的是使用高功率内部频率加倍倍增垂直垂直垂直垂直垂直 - 外部 - 外部 - 外部 - 助力表面效果激光激光(vecsel),在589.159 nm(钠D2线)上开发一个紧凑的低成本钠指南激光器。通过腔内波长调整,我们将在570-590 nm中演示多瓦的单频激光器,对于众多应用,可取。智能优点:这是第一次尝试频率频率频率的单次longudinal模式可见的vecsel。为了实现我们建议的目标; (1)在多芯片1170-1180 nm VECSEL配置中结合面积功率缩放; (2)具有有效的黄色生成频率增加一倍,(3)通过腔内lyot滤波器,腔长度控制和自我注射锁定,纵向模式选择和稳定。将研究VECSEL设计优化,功率缩放和自我注射锁定的非线性效应。更广泛的影响:该提案的更广泛影响是重大的。首先,它将极大地影响高功率单模半导体激光器的领域。它将为在艰苦的波长频段中开发高功率激光器的开发提供一种新颖的方法。激光将为各个领域的一系列应用提供关键工具。其次,这项研究涵盖了科学和工程学的多个学科,包括材料,非线性光学,半导体物理和光子学,为我们的研究生和本科生提供了独特的培训机会。最后,拟议研究的结果将通过技术出版物和演示与研究人员,工程师和教育者共享。

项目成果

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