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Desenvolvimento de lasers compactos e de alta eficiência para aplicações em LIDAR móvel e satélite

Processo: 12/11437-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de setembro de 2012 - 31 de dezembro de 2014
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Niklaus Ursus Wetter
Beneficiário:Niklaus Ursus Wetter
Instituição-sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):12/19118-9 - Desenvolvimento de lasers compactos e de alta eficiência para aplicações em lidar móvel e satélite, BP.TT
Assunto(s):Laser do estado sólido  Satélites artificiais  LIDAR  Diodos  Monitoramento ambiental 

Resumo

Em 1996 começou o desenvolvimento de lasers de estado sólido bombeados por diodo semicondutor no Centro de Lasers e Aplicações (CLA) do IPEN/SP, impulsionado por um projeto FAPESP Jovem Pesquisador. Esta pesquisa chegou a um nível bastante maduro e já gerou três patentes. Estamos utilizando atualmente o meio ativo Nd:YLiF4 que apresenta características favoráveis em termos de operação no regime chaveado (Q-switched), tais como alta energia por pulso e excelente qualidade de feixe laser porém exibe baixe limiar de fratura térmica. No centro das patentes acima mencionados está um novo ressonador laser que atinge as mais altas eficiências já reportadas e se destaca pela geometria que ao mesmo tempo é compacto, barato, robusto e eficiente. Trata-se de um ressonador dobrado e bombeado lateralmente que gera uma eficiência óptica de 54% em 1053 nm (slope efficiency de 64%).Paralelamente ao nosso desenvolvimento começou a atuar o grupo LIDAR dentro do Centro de Lasers e Aplicações, mantendo sempre uma estreita interação com o nosso grupo de desenvolvimento de lasers. Atualmente o grupo LIDAR tem uma forte vertente de pesquisa em campo, como por exemplo em Cubatão para medida de poluição proveniente das industrias, e uma estreita interação com a NASA para monitoramento de queimadas via satélite. Tanto para a NASA quanto para a pesquisa em campo são necessários lasers muito eficientes, compactos, leves e robustos com alta potência no modo chaveado. Para satisfazer as demandas cada vez mais exigentes é preciso adaptar a tecnologia desenvolvida com Nd:YLiF4 para novos meios ativos de maior robustez (principalmente em operação contínua) e para outros comprimentos de onda, inclusive comprimentos de onda seguros (eye safe). Os lasers operados continuamente são necessários para altas taxas de aquisição com pulsos em baixa energia utilizados em sistemas do tipo micro-LIDAR, a diversidade em frequência é necessária para medida de tamanho de aerossóis e a segurança do laser (eye-safety) e uma demanda da sociedade em geral. Neste projeto propomos o uso de cristais de óxidos para operação contínua e novas frequências através das transições 4F3/2 - 4I13/2 (1310nm-1370nm) e 4F3/2 - 4I9/2 (903nm-946nm) do íon de neodímio. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Pesquisador do Ipen produz laser compacto com alta eficiência 

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
WETTER, NIKLAUS U.; DEANA, ALESSANDRO M. Influence of pump bandwidth on the efficiency of side-pumped, double-beam mode-controlled lasers: establishing a new record for Nd:YLiF4 lasers using VBG. Optics Express, v. 23, n. 7, p. 9379-9387, APR 6 2015. Citações Web of Science: 4.
PINTO, R. S.; WETTER, N. U. Highly efficient, dynamically stable Nd: YAG single-rod resonators with 60% TEM00 extraction efficiency and high misalignment stability. Laser Physics, v. 24, n. 8 AUG 2014. Citações Web of Science: 3.
DEANA, ALESSANDRO M.; LOPEZ, MARCIO A. P. A.; WETTER, NIKLAUS U. Diode-side-pumped Nd:YLF laser emitting at 1313 nm based on DBMC technology. OPTICS LETTERS, v. 38, n. 20, p. 4088-4091, OCT 15 2013. Citações Web of Science: 14.

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