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PUMPEDNd:YAGLASER
LastRevision:August21,2007
QUESTIONTOBEINVESTIGATED:
Howcananefficientatomictransitionlaserbeconstructedandcharacterized?
INTRODUCTION:
Thislabexercisewillallowyoutoexplorethecharacteristicsofasolid-state
lasersystem.ThissystemconsistsofaresonatorbuiltaroundaNeodymiumdoped
YttriumAluminumGarnet(Nd:YAG)crystal,whichisinturnpumpedbyadiode
laser.Thediodelaser,henceforthreferredtoas“thepump,”firesphotonsintothe
Nd:YAGcrystal.Iftunedcorrectly,thisradiationcanproduceapopulationinversion
intheenergylevelsofthecrystal’selectrons.Stimulatedemissionmaythentake
place.Theresonatingcavitysignificantlyincreasestheoccurrenceofstimulated
emissionandmustbepreciselytunedsothatmostoftheemittedradiationdevelops
intoasinglestandingopticalwave.Oneofthecavitymirrorsispartiallytransmitting
suchthatsomeofthelightcanescape.Theenergythatleaksfromthecavity,the
outputofthelaser,ishighlycoherentandnearlymonochromatic.Itisfromthis
behaviorthattheword“laser”originates;whichisanacronymfor“LightAmplifiedby
StimulatedEmissionofRadiation.”
Yourprincipalchargeistocreateareasonablyefficientlaserfromthissystem;
inotherwords,alaserthatgivesyouasmuchoutputpoweraspossible.Todothis
youwillneedtoquantifytheinteractionbetweenthepumplightandtheNd:YAG
crystal,aswellasknowhowtocontrolthewavelengthofthepump.Finally,youwill
needtoproperlyalignthelasercavitytohelpachieveefficientamplification.
THEORY:
Therearetwolasersassociatedwiththislabexercise,thepumpandthatbased
ontheemissionfromtheNd:YAGcrystal.Thepump
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