Laser a itterbio per la generazione di impulsi ultrabrevi

I laser con emissione a lunghezza d'onda di 1 µm - un micrometro, cioè un milionesimo di metro - si applicano nelle telecomunicazioni, nel telerilevamento atmosferico, nella medicina, nella metrologia di frequenza. Tra questi ci sono i laser a itterbio (Yb), dispositivi fotonici che generano radiazione elettromagnetica coerente altamente direzionale alla lunghezza d'onda tipica di ~1 µm, in cui l'azione laser ha origine da ioni di Yb3+ introdotti sotto forma di impurità in materiali trasparenti quali vetri o cristalli. Questi laser trovano applicazione in sistemi LIDAR (Light Detection and Ranging) di monitoraggio ambientale, come i Lidar-Doppler coerenti per la misura della velocità dei venti e i DIAL (Differential Absorption Lidar) per la misura della concentrazione di specifici componenti atmosferici, come vapore acqueo e anidride carbonica. In condizioni di mode-locking passivo, i laser a Yb possono generare impulsi elettromagnetici ultrabrevi con durate di 100 femtosecondi (1 fs=10-15 s). L'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR e il National Enterprise for Nano Science and Technology INFM-CNR hanno sviluppato una sorgente laser basata su un cristallo sintetico di YLiF (YLF) drogato con ioni di Yb3+ operante in regime di mode-locking passivo. Il cristallo di Yb:YLF è stato cresciuto in un apparato detto Fornace di Czochralski e sottoposto a una analisi spettroscopica che ne ha dimostrato le eccellenti proprietà di emissione. Con un processo che ha permesso di inserire il cristallo stesso in una cavità risonante, è stato poi implementato il dispositivo laser che ha generato impul- si laser ultrabrevi. Con la tecnica dell'autocorrelazione non-collineare è stata misurata, per la prima volta in un laser a Yb:YLF, una durata minima degli impulsi in uscita dal risonatore pari a 196 fs.

Authors: N. Coluccelli, G. Galzerano, L. Bonelli, A. Di Lieto, M. Tonelli, e P. Laporta

Title: Diode-pumped passively mode-locked Yb:YLF laser

Journal: Optics Express

Year: 2008

References: 16 (2008), pp. 2922-2927