MERILYN SANTOS FERREIRA

MERILYN SANTOS FERREIRA

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Diode-side-pumped, intracavity Nd:YLF/KGW/LBO Raman laser at 573 nm for retinal photocoagulation
2021 - FERREIRA, MERILYN S.; WETTER, NIKLAUS U.
Wavelengths in the yellow-orange range are of significant interest for retinal photocoagulation and are especially important in the case of diabetic retinopathy, which can cause blindness and affects 3.3% of all working-age adults. This work presents a highly-efficient, compact, and cost-efficient side-pumped, intracavity Raman configuration to achieve this objective. A side-pumped Nd:YLF/KGW/LBO frequency-doubled Raman laser producing 11.7 W of output power at 1147 nm with 21% of slope efficiency and 6 W of output power at 573.5 nm with 12% slope efficiency is demonstrated.
Nd:YLF/KGW intracavity Raman laser in DBMC configuration at 1147 and 1163 nm in TEM00
2020 - FERREIRA, MERILYN S.; PASK, HELEN M.; WETTER, NIKLAUS U.
A Nd:YLF / KGW intracavity Raman laser in DBMC (double-beam-mode-controlling) configuration has been investigated in this work. The fundamental wavelength laser was generated using a Nd:YLF crystal pumped in DBMC configuration generating an emission wavelength of 1053 nm in σ-polarization. A VBG (volume-Bragg-grating) equipped diode emitting at 797 nm was used as pump source. The KGW crystal has two strong Raman lines, 768 cm-1 and 901 cm-1, generating two Raman wavelengths at 1147 nm and 1163 nm, respectively. The DBMC technique allows to produce TEM00 stable output in a side-pumped configuration with no requirement to introduce any additional mode selection technique, thus achieving high efficiency for fundamental TEM00 operation. The high power density of the fundamental laser combined with intracavity Stokes conversion produces an efficient Raman laser. Allying both techniques, the Nd:YLF in DBMC configuration and the intracavity Raman generation, it was possible to generate an output power at 1163 nm of 3.2 W corresponding to a diode-to-Raman conversion efficiency of 8% with slope efficiency of 8.8 %. For the emission at 1147 nm, 3.5 W of output power was achieved with a diode-to-Raman conversion efficiency of 11% and slope efficiency of 9%. The beam quality was M2 =1.9 and 1.1 in the horizontal and vertical direction, respectively. This is, to our knowledge, the first report of a side-pumped Nd:YLF/KGW intracavity Raman laser in DBMC configuration.
Yellow laser at 573 nm generated by intracavity SHG diodeside-pumped Raman laser
2019 - FERREIRA, MERILYN S.; PASK, HELEN M.; WETTER, NIKLAUS U.
A diode side-pumped Nd:YLiF4 crystal for fundamental wavelength generation and intracavity Stokes conversion in KGW are employed to obtained 6.1W maximum output power, 11.9% slope efficiency and 11.8% diode-to-yellow conversion efficiency at 573 nm.
Laser Raman intracavidade bombeado lateralmente emitindo na região do amarelo
2019 - FERREIRA, MERILYN S.
Lasers amarelos são de grande interesse devido ao seu potencial de aplicação na área médica. Uma das principais aplicações ocorre no tratamento de doenças retinianas, onde a radiação amarela apresenta bons resultados clínicos com o mínimo de efeitos colaterais. Apesar dos avanços no desenvolvimento de lasers com comprimento de onda amarelo, todas as alternativas existentes possuem limitações principalmente com relação à custo e à escolha do comprimento de onda. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de apresentar uma alternativa às opções existentes. Para isto foi empregado um sistema de bombeio lateral por diodo de um cristal de Nd3+:YLiF4 (Nd:YLF) empregando o ângulo de Brewster para obtenção de um laser com comprimento de onda fundamental em 1053 nm. Para a conversão Stokes do comprimento de onda fundamental foi utilizado um cristal de KGd(WO4)2 (KGW) em configuração intracavidade, gerando as emissões Raman em 1147 nm e 1163 nm através dos deslocamentos de Stokes principais de 768 cm-1 e 901 cm-1. Conjuntamente foi utilizado um cristal de LBO (LiB3O5), também intracavidade, que por meio do fenômeno de geração de segundo harmônico (SHG) converte o comprimento de onda Raman em laser amarelo, gerando o comprimento de onda de 573 nm com potência máxima de saída de 6,06 W e com eficiência óptica de conversão diodo-SHG de 12%. São apresentados também resultados para um laser Raman intrínseco de Yb:KGW operando em 1096 nm na conversão Stokes de 89 cm-1. Foram obtidas eficiência de inclinação e eficiência óptica diodo-Raman de 42 % e 33,2%, respectivamente.
Yb:KGW self-Raman laser with 89 cm(−1) Stokes shift and more than 32% diode-to-Stokes optical efficiency
2020 - FERREIRA, MERILYN S.; WETTER, NIKLAUS U.
We report on a Yb3+:KGW self-Raman laser operating at 1096 nm. A 100 μm fiber-coupled diode end-pumped configuration is used to generate a fundamental emission wavelength that strongly depends on internal resonator losses. Stokes emission at 1096 nm is achieved with a slope efficiency of 42 ± 8%, an optical conversion efficiency of more than 32% and a maximum output power of 4.5W for quasi-continuous operation (1 ms pulses). The explored Stokes conversion of 89 cm−1 shows excellent laser characteristics, indicating that this still little explored Stokes shift could pave the way to continuous-wave Raman frequency-comb lasers.
Laser Raman intracavidade de Nd:YLF/KGW bombeado lateralmente emitindo em 1147 e 1163 nm
2017 - FERREIRA, MERILYN; PASK, HELEN; WETTER, NIKLAUS U.
Foi investigado neste trabalho um laser Raman intracavidade de Nd:YLF/KGW na configuração de bombeio lateral. Para a geração do laser fundamental foi usado um cristal de Nd:YLF bombeado por um diodo, emitindo em 792 nm, na configuração lateral gerando um comprimento de onda de 1053 nm. Como cristal Raman foi usado um KGW bombeado em suas duas linhas Raman principais, 768 cm-1 e 901 cm-1, conseqüentemente gerando dois comprimentos de onda Raman, 1147 e 1163 nm, respectivamente. Dentro da cavidade a densidade de potência do laser fundamental é muito alta, desta maneira a configuração Raman intracavidade irá produzir uma conversão Raman mais eficiente [1]. Aliando-se a isso as boas características do Nd:YLF em configuração lateral [2] fomos capazes de gerar uma potência de saída em 1163 nm de 4,85W em regime multímodo, correspondendo à uma eficiência diodo-Raman de 12,2%, a eficiência diodo-Raman em modo TEM00 alcançou 7,5%. Para a emissão em 1147 nm foi atingido 1,47W de potência de saída com uma eficiência diodo-Raman de 3,7%. Até o momento não encontramos um laser Raman intracavidade de Nd:YLF/KGW em bombeio lateral reportado na literatura.
Intracavity diode-side-pumped Raman laser at 1147 nm and 1163 nm
2018 - FERREIRA, MERILYN S.; PASK, HELEN M.; WETTER, NIKLAUS U.
Wavelengths in the yellow-orange range are of significant interest due to their application potential in the medical and biomedical areas, as well as for applications in laser displays and in remote sensing. These wavelengths can be obtained by frequency-doubling or sum-frequency generation of lasers with near-IR emission like VCSELS, fiber lasers, and OPOs. However, all these alternatives have several limitations that justify the development of alternative methods. As a possible solution for these limitations, a configuration of an intracavity converted Raman laser may be developed to obtain two wavelengths, 1163 nm, and 1147 nm, with high efficiency and good beam quality. This paper presents a configuration of a side-pumped intracavity converted Raman laser to achieve these objectives. A Nd:YLiF4 crystal was used as fundamental wavelength gain crystal. The side-pumped configuration guarantees practicability and cost reduction while allowing good efficiency and fundamental mode laser beam. The intracavity conversion configuration allows high fundamental wavelength power at the Stokes crystal in order to facilitate the obtention of the Stokes wavelengths and enables optimization of its efficiency. As a result an output power at 1163 nm of 3.8 W in the multimode regime was obtained, corresponding to a pump to Stokes efficiency of 9.6%. The TEM00 diode to Stokes efficiency was 7%. For the emission at 1147 nm, 1.5W of output power with a diode to Stokes efficiency of 3.7% was achieved. The side-pumped Nd:YLF/KGW intracavity Raman laser configuration is reported for the first time, to our knowledge.