Development and characterization of waveguide lasers on monoclinic potassium double tungstates
Description:
The successful combination of the advantages of the waveguide laser geometry and the spectroscopic properties of monoclinic double tungstates was confirmed in this work by the realization of planar and channel waveguide lasers activated with Tm3+. Planar waveguides activated with Er3+ and Tm3+ were fabricated by Liquid Phase Epitaxial growth (LPE) of KY1-x-yGdxLuy(WO4)2 single crystalline layers over KY (WO4)2 substrates. CW and Q-switch laser operation at 1.84 m were, for the first time, demonstrated using the lattice matched composition KY0.58Gd0.22Lu0.17Tm0.03(WO4)2 . Surface channel waveguides were fabricated by structuring the surface of the Er3+ and Tm3+-doped planar waveguides by means of standard UV-photolithography and Ar-ion milling. Buried channel waveguides were fabricated by a novel combination of LPE of the activated layers after structuring of the surface of the KY (WO4)2 substrates by Ar-ion milling. Mirrorles waveguide laser in CW regime was demonstrated using these buried channel waveguides. La realización de esta tesis doctoral permitió confirmar la combinación exitosa de la configuración de láseres guiados y las propiedades espectroscópicas de los dobles tungstatos de potasio y tierra rara para ser usados en la fabricación de dispositivos de óptica integrada. Mediante crecimiento epitaxial en fase líquida (LPE) de capas monocristalinas de KY1-x-yGdxLuy(WO4)2 activadas con Er3+ y Tm3+ se fabricaron guías de onda planas. Usando la composición KY0.58Gd0.22Lu0.17Tm0.03(WO4)2 se demostró por primera vez un láser guiado en los regímenes continuo y pulsado (Q-switch) con emisión a 1.84 m. Combinando técnicas de fotolitografía UV, Ar-ion milling y LPE, se fabricaron guías de onda acanaladas de dos tipos: superficiales y soterradas. Mediante esta novedosa combinación, se demostró por primera vez un láser guiado de Tm3+ con emisión a 1.84 m sin la necesidad de añadir espejos a la guía acanalada soterrada.