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

Processo: 12/19118-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2013
Vigência (Término): 31 de agosto de 2014
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Niklaus Ursus Wetter
Beneficiário:Regiane de Souza Pinto
Instituição-sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:12/11437-8 - Desenvolvimento de lasers compactos e de alta eficiência para aplicações em LIDAR móvel e satélite, AP.R

Resumo

Desenvolvimento e operação de uma plataforma dedicada para Lasers de estado-sólido bombeados por diodoResumoA técnica de controle de modo transversal por feixe duplo (DBMC) requer uma geometria especial do ressonador laser devido ao ângulo incomum de incidência do feixe no meio ativo e da necessidade de permitir um grau de liberdade de rotação do feixe de bombeamento em torno do eixo óptico. Com isto, mesas óticas comuns com furação retangular não facilitam a organização dos suportes óticos na mesa. Adicionalmente esta cavidade apresenta uma grande potencial de compactação que não pode ser aproveitado utilizando estas mesas e os suportes óticos comumente utilizados. Mesmo sem o objetivo de compactação experimentamos grande dificuldade inserindo diodo semicondutor, ótica de focalização e todo aparelho de suporte ao cristal inclusive refrigeração. Na prática, isto significa em torno de um mês de trabalho para cada arranjo laser (sem a compactação) antes de poder começar o experimento. Ao mesmo tempo, todos arranjos DBMC tem grande parte da ótica e principalmente do posicionamento desta ótica em comum e, portanto, esta técnica se presta a construção de um arranjo ótico específico, destinado a receber os componentes. O desenvolvimento de um projeto dedicado é crucial para o andamento do projeto e a multiplicação dos objetivos conforme previsto nesta pesquisa. Com uma plataforma dedicada é possível de montar um arranjo laser em poucos dias além de dar um visual mais profissional ao laser e, principalmente, aferir portabilidade. Toda capacidade de compactação desta tecnologia poderia ser aproveitado, permitindo o seu uso em aplicações de espaço reduzido (como satélites ou LIDAR móveis). ObjetivosDesenvolver uma plataforma dedicada para a tecnologia DBMC para agilizar a execução deste projeto e aferir portabilidade, versatilidade e robustez ao laser. Os objetivos ainda incluem testes com protótipos, a começar pelo bem estudado meio ativo Nd:YLF (emissão em 1053 nm), e desenhos em AutoCAD do protótipo.Plano de atividades / metodologia 1) Estudo das dimensões necessárias e desenho em AutoCAD ou similar. 2) Execução de um modelo de engenharia. 3) Testes laser; optimização do desenho 4) Execução do protótipo final. No primeiro semestre o aluno estudará as dimensões necessárias e locais para acomodar todos os componentes ópticos, cabos elétricos e refrigeração utilizando um programa computacional para corpos sólidos em 3D. Em seguida será feito o desenho do modelo de engenharia e enviado a uma empresa especializada para fabricação. Nesta fase os componentes ainda têm alguns graus de liberdade para ajustes. A próxima fase prevê o desenho de um protótipo robusto e muito compacto, sem graus de liberdade com exceção de ajustes angulares dos espelhos e ajuste rotacional da lente cilindrica. Durante toda vigência da bolsa, o aluno trabalhará nas cavidades montadas, inicialmente utilizando o meio Nd:YLF, para otimizar os parâmetros e atingir as eficiências desejadas.Justificativa para a bolsa TT-3Entendemos que para as tarefas de AutoCAD e principalmente de construção e operação do laser é no mínimo necessária uma formação superior completa de físico ou engenheiro com formação em óptica ou equivalente. Justificativa para o plano em termos do programa TTAcreditamos que o aprendizado técnico proposto neste plano de trabalho oferece uma formação completa para o aluno de tal maneira a possibilitar futuramente trabalhar no mercado de Fotônica além de servir para adquirir conhecimento do gênero teórico e prático do funcionamento de lasers.

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)
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.

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