Abstract: Lasers de estado sólido sintonizáveis com uma estreita largura de linha de emissão na região do vermelho são uma alternativa conveniente aos lasers de corante para aplicações em espectroscopia de alta resolução. Nesse trabalho, foram investigados lasers contínuos de Nd:YLiF4 e Nd:YVO4 operando em frequência única na região de 1,32 - 1,34μm, assim como a geração de segundo harmônico (GSH) desses lasers usando cristais de BiB3O6 (BiBO) e KTiOPO4 com inversão periódica de domínios (ppKTP), para a obtenção da emissão no vermelho (0,65 - 0,67μm). Utilizando um laser de Nd:YVO4 operando em frequência única em uma configuração em anel com um cristal não linear BiBO do tipo I, demonstrou-se o recorde de 680mW no vermelho em 671,1nm, sem a utilizaçãde nenhum elemento seletivo. Uma intonia em todo o ganho (~4 nm) foi obtida atravésda inserção de um etalon com filme refletor (R = 40%) e com 100μm de espessura, o que reduziu a potência de saída no vermelho para 380mW no comprimento de onda de maior ganho (671,15 nm). Em 1342nm foi demonstrada uma potência de saída de 1,5W em frequência única quando utilizado um espelho de saída com transmissão de 2%. Foi demonstrado ainda uma ótima eficiência de conversão de segundo harmônico em um laser em anel de Nd:YLF na polarização π (λ = 1321,5nm) quando usando um cristal de ppKTP. Este laser forneceu 1,4W em frequência única no vermelho em 660,5nm. Essa potência é a máxima que pode ser extraída desse laser no segundo harmônico e no fundamental quando utilizado um espelho com transmissão ótima. Utilizando um etalon com filme refletor (R = 25%), o laser pôde ser sintonizado em Δλ ~ 1,6nm.

Palavras-Chave: solid state lasers; diode-pumped solid state lasers; neodymium lasers; frequency selection; wavelengths; tuning; infrared spectra

CAMARGO, FABIOLA de A. Lasers de frequencia unica de Nd:YLF e Nd:YVO4 na regiao do vermelho. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. 2010. 64 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2010.tde-08082011-150220. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9549. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Para muitas aplicações de um laser, é necessário um feixe com boa qualidade no modo fundamental. Neste trabalho são investigadas as condições para se obter alta eficiência e qualidade do feixe, otimizando o acoplamento do modo fundamental com a região do meio ativo excitada pelo bombeamento, por meio da utilização de cavidades inovadoras. A maior eficiência já reportada para um laser de Nd:YLF com oscilação em 1053 nm sob bombeamento transversal por diodo é demonstrada usando uma cavidade compacta baseada em uma reflexão interna total na face de bombeamento, obtendo-se uma potência máxima de saída multimodo de 9,5W para 21W de bombeamento, o que corresponde a 45% de conversão óptica. Uma melhora significativa na qualidade do feixe é demonstrada por meio do desenvolvimento de uma cavidade com duas reflexões no meio ativo, obtendo-se uma potência máxima no modo fundamental de 6,9W com fator de qualidade M2 do feixe igual a 1,16 x 1,05 nas direções horizontal e vertical, respectivamente.

Palavras-Chave: solid state lasers; neodymium lasers; diode-pumped solid state lasers

SOUSA, EDUARDO C. Otimização da eficiência do modo TEMsub(oo) em lasers de Nd:LF de alta potência bombeados lateralmente. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. 2008. 88 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2008.tde-06072009-133838. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11720. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho, que teve como objetivo o estudo do uso de meio ativo com birrefringência termicamente induzida (BIT) de Nd:YAG em ressonadores dinamicamente estáveis, foi proposto o desenvolvimento de um ressonador dinamicamente estável em anel de alta potência com a utilização de módulos laser bombeados lateralmente por diodos comerciais e com compensação de BIT, obtendo-se 55,6 W de potência na operação em frequência única com saída polarizada no modo contínuo. Esta potência, é a maior para lasers em frequência única de Nd:YAG em um único ressonador. Um cristal de triborato de lítio (LBO) foi inserido no ressonador para melhorar as características espectrais do laser por mecanismos de perdas não lineares sendo verificada a supressão dos modos longitudinais adjacentes ao modo principal, com um único pico de frequência com largura de 29 MHz. Este laser foi construído utilizando-se módulos laser comerciais possibilitando a obtenção de um sistema laser de alta potência com saída em frequência única com um baixo custo. Foram obtidos também outros ressonadores lineares com os módulos: Um laser com alta qualidade de feixe e potência de saída de 30 W contínuos e linearmente polarizado com M2=1,08, com seu melhor fator de qualidade medido de 1,02 em 24,8 W, e utilizando-se dois módulos construiu-se um ressonador com e potência de saída de 76 W linearmente polarizados com M2=1,3 e 1,1 e 100,5 W de potência com M2=1,7 e 1,9 nas direções vertical e horizontal, respectivamente. As equações de Magni para os ressonadores dinamicamente estáveis lineares [1] foram aplicadas aos ressonadores com zonas conjuntas e novas expressões foram apresentadas. As equações para os ressonadores em anel de Silvestri et al. [2] foram aplicadas para os ressonadores em anel simétricos com um par de espelhos curvos e novas expressões foram apresentadas. Em especial, mostrou-se que a largura e a posição de seu intervalo de estabilidade podem ser ajustadas de maneira independente e contínua variandose apenas as distâncias do ressonador.

Palavras-Chave: polarization; optical properties; optical activity; solid state lasers; diode-pumped solid state lasers; thin films; light bulbs; electromagnetic pulses; neodymium; doped materials; aluminium oxides; ferrite garnets; yttrium compounds; heating systems; lenses; induction; stability; split-ring resonators; birefringence; refraction

BERECZKI, ALLAN. Ressonadores dinamicamente estáveis de com meio ativo birrefringente de Nd:YAG. Orientador: Niklaus Ursus Wetter. 2021. 123 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-08092021-100924. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32284. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Diode lasers are portable, accessible, efficient and reliable surgical units for performing surgeries and soft tissue biopsies of the oral cavity. The newer units are equipped with micro and super pulsed technologies and systems that allow the selection of different usage parameters in terms of emission mode, duty cycle, power and pulse duration. It is, however, not known which parameters or types of diode lasers produce the most intact tissue samples in the best possible surgical time. The main objective of this ex vivo study was to compare the thermal damage and the excision time of different parameters of the micro pulsed diode laser and the super pulsed diode laser. The secondary objectives were: 1) to provide practical recommendations for performing surgical excisions with diode lasers; 2) to examine possible correlations between the area and the depth of the thermal damage, as well as between the time of excision and the thermal damage. Ten groups of ten swine tongue specimens were excised (8 mm in diameter) using a surgical blade (control group: G1); micro pulsed diode laser in different emission modes, duty cycles, average power, peak power and pulse duration (G2 - 9); and the new super pulsed diode laser (G10) with the smallest single parameter recommended by the manufacturer (average power = 3.2W, peak power = 80 W, pulse duration from 10 μs to 100 ms). The wavelength of both was 940 nm. All parameters were previously measured with the power meter and activated disposable tips were discarded right after each biopsy. The area and the histological depth of the thermal damage were quantified using the NIS-Element Basic Research software (Nikon Instruments Inc), while the excision time was measured between the clamping until the total excision of the lesion. Kruskal-Wallis and Dunn's multiple comparison tests with Bonferroni correction were applied to compare the area and depth of thermal damage, as well as the time of excision between the groups. Correlations between area and depth of thermal damage and between excision time and thermal damage were examined using Spearman's nonparametric correlation coefficient. The level of significance was set at 5%. In the experimental groups (G2 - G10), the total area of thermal damage observed was smaller in the G3 group (continuous mode, average power = 1.5W; median = 0.91 mm2 ; p = 0.009). All other groups had thermal damage areas larger than 1 mm2 with G7 (pulsed mode, duty cycle = 33%, average power = 1.5W, peak = 5.4W and pulse duration of 100 μs) and G9 (pulsed mode, duty cycle = 50%, average power = 1.5W, peak = 3.6W and pulse duration = 1 ms) producing the largest damage areas (median 1.93 and 1.97 mm2 , respectively). In the multiple comparison, controlling the level of global significance, G3 presented a median area of thermal damage significantly smaller than those of G7 (p = 0.013) and G9 (p = 0.036). There were no statistically significant differences in the depth of thermal damage between the groups (p = 0.12). The median excision times of G1 (scalpel) and G10 (super pulsed) were significantly shorter than those found in the micro pulsed diode laser groups (G1 = 50; G10 = 69; G2 to G9 ranged from 142 to 238 seconds; p < 0.001). There was a direct correlation between the depth and area of thermal damage, but no correlation was found between the excision time and thermal damage. The use of the micro pulsed diode laser in continuous mode with average power = 1.5 W produced biopsies with the smallest area of thermal damage and greater tissue integrity, while the use of the super pulsed diode laser (average power = 3.2W, peak power = 80W, pulse duration from 10 μs to 100 ms) allowed faster excisions. Area and depth of thermal damage correlated directly. In clinical practice, the micro pulsed diode laser should be considered in continuous mode, at 1.5 W output power with 1.8 W peak power as the best option when aiming to achieve maximum tissue integrity. Whereas the use of super pulsed diode laser with output power = 3.2W, peak power = 80W, pulse duration from 10 μs to 100 ms, produced the best relationship between thermal damage and excision time, and is recommended when practical necessity requires rapid excisions with reasonable tissue integrity. The use of micro pulsed diode laser in pulsed emission mode with high peak power and long pulse duration should be avoided when performing oral biopsies so that tissue integrity is not compromised and hinders the histopathological analysis of the lesions.

Palavras-Chave: diode-pumped solid state lasers; thermionic diodes; semiconductor diodes; electromagnetic pulses; internal electromagnetic pulses; pulse techniques; excision repair; animal tissues; oral cavity; damage; diagnostic techniques; biopsy; temperature dependence; thermal efficiency; penetration depth; depth dose distributions; optical depth curve; histological techniques; optical microscopy

PRADO, MARILIZA C. de O. Thermal damage and time of excision of micro and super pulsed diode lasers : an ex-vivo comparative study. Orientador: Denise Maria Zezell. 2021. 138 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-08092021-150518. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32287. Acesso em: $DATA.

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