Novel infrared solid-state lasers based on lanthanide-doped crystalline materials

L'objectiu principal d'aquest treball de tesi ha sigut el desenvolupament de làsers d’estat sòlid novedosos i eficients bombats per díodes que operin en els règims tant d'ona contínua com de commutació del factor Q de forma passiva en el rang d'infraroig proper, al voltant de ~1 µm i ~2 µm. Amb aquest propòsit, es van triar cristalls làser dopats amb iterbi (Yb3+) i neodimi (Nd3+) que operen al voltant d’ 1 µm, i altres cristalls dopats amb tul·li (Tm3+) i holmi (Ho3+) per a làsers amb emissió al voltant de 2 µm. S’han estudiat diversos materials cristal·lins de diferents famílies de cristalls, com ara cristalls de granat (granats d'aluminat mixte i matrius de granat de gal·li), molibdats dobles, oxoborats i fluorurs, degut a la seva capacitat per generar una emissió làser estable, la seva gran distància interatòmica que afavoreix alts nivells de dopatge amb mínim bloqueig de luminiscència, i les seves altes seccions transversals d'absorció i emissió. Es detallen els diferents mètodes de creixement de cristalls utilitzats per obtenir els cristalls estudiats, així com una profunda investigació de les seves propietats fisicoquímiques, microestructurals i espectroscòpiques. Els experiments làser es van realitzar a temperatura ambient per a la majoria dels medis actius estudiats i a temperatura criogènica per a un cas especial de cristalls.