| dc.description.abstract | Denne master oppgaven er sammensatt av flere eksperimenter og numeriske modeller som sammen har ført til utviklingen av en ny kort-pulset, høy energi diode bassert Holmium "Master Oscillator Power Amplifier (MOPA)" laser sentrert rundt 2.1 um som blandt annet kan brukes til "Light Imaging Detection And Ranging (LIDAR)" avstandsmålinger.
På veien for å oppnå det utfordrende målet om å utvikle et nytt laser system ble følgende fremgangsmåte brukt:
Først ble et forsøk for å måle den spontane levetiden til trippelt ionisert Holmium (Ho^(3+)) i en tilpasset aktiv optisk fiber gjennomført. Eksperimentet viste at den spontane levetiden til Holmium var 829 +/- 13 us. Denne verdien for den spontane levetiden til Holmium ble så brukt som en parameter for de stabile og dynamiske modellene for de to utviklede optiske forsterkerene.
Derretter ble en singel-mode diode bassert kun-fiber første nivås optisk forsterker utviklet ved å bruke data fra de nummeriske modellene som utgangspunkt for den eksperimentelle utviklingen av forsterkeren. Forsterkeren ble testet med en komersiell 1.4 m iXBlue aktiv fiber og en 3 m tilpasset corActive aktiv fiber. Ettersom den tilpassede corActive aktive fiberen ga en kraftigere forsterkning av signalet igjennom forsterkeren ble den brukt videre. Forsterkningen i forsterkeren ble modellert til å være 23.2 dB, og målt til å være 16.5 dB for en 5.2 ns, 1 mW top energi Gaussisk inngangs puls.
Til slutt ble en "Large-Mode-Area (LMA)" fiber høy energi forsterker utviklet ved bruk av data fra de nummeriske modellene. For en 2 ns, 2.2 mW top energi inngangs puls var den modellerte forsterkningen 42.9 dB og den målte forsterkningen 16.2 dB. Den nummeriske modellen indikerte også en liten puls forkortning effekt gjennon denne forsterkeren, men effecten ble ikke observert i den utviklede forsterkeren ettersom forsterkeren ikke kunne testes på full styrke. | |
| dc.description.abstract | This master thesis consists of several experiments and numerical models that together constitute the development of a new short pulsed, high power diode based Holmium Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) centered around 2.1 um aimed at use in ranging Light Imaging Detection And Ranging (LIDAR) applications.
On the way to achieving this challenging aim of building a new laser system, the following steps have been undertaken:
First, a fluorescence measurement of triply ionized Holmium (Ho^(3+)) in an custom active fiber was done. It found the fluorescence time of Holmium to be 829+/- 13 us. This value for the fluorescence time of Holmium was then used as input for steady state and dynamic models of the two amplifiers developed.
Secondly, a single-mode diode based all-fiber first stage amplifier was developed using the data form the models as starting point for the experimental development. The amplifier was tested with a commercial 1.4 m iXBlue active fiber, and a 3 m corActive custom active fiber. As the corActive active fiber yielded a higher gain for the amplifier it was chosen. The gain of the amplifier was modelled to be 23.2 dB, and measured to be 16.5 dB for a 5.2 ns, 1 mW peak power Gaussian input pulse.
Finally, a Large-Mode-Area (LMA) fiber high power amplifier was developed using data from the models. For a 2 ns, 2.2 mW peak power input pulse the modelled gain was 42.9 dB. The measured filtered output gain of the high power amplifier was 16.2 dB. The model also indicated a slightly pulse shortening through this amplifier, but it was not observed in the developed system, as it could not be tested at full power. | |