Ytterbium doped femtosecond solid state lasers [Elektronische Ressource] / von Gabriela Paunescu

Ytterbium-Doped FemtosecondSolid-State LasersDissertationzur Erlangung des akademischen Gradesdoctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.)vorgelegt dem Rat der Physikalisch-Astronomischen Fakulta¨tder Friedrich-Schiller-Universit¨at Jenavon Diplom-Physikerin Gabriela Paunescugeboren am 26. September 1972 in Am˘ar˘a¸stii de Jos, Rum¨anienGutachter1. Prof. Dr. R. Sauerbrey2. Prof. Dr. R. Menzel3. Prof. Dr. W.L. BohnTag der ¨offentlichen Verteidigung: 20.04.2006ContentsIntroduction 11 Basics of Passive Mode-Locking 31.1 General considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Saturable absorber parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.3 Mechanism of passive mode-locking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.4 Theoretical model of soliton mode-locking with saturable absorbers . 81.4.1 Basic equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.4.2 Q-switching dynamics of mode-locked lasers . . . . . . . . . . 131.4.3 Stability condition against the onset of multiple pulsing . . . . 141.4.4 Multisoliton regime of the passively mode-locked lasers . . . . 172 Design of Passive Mode-Locked Lasers 202.1 Resonator design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.2 Spectroscopic and laser properties of ytterbium-doped materials . . . 242.2.1 Yb-doped fluoride-phosphate glass. . . . . . . . . . . . . . . . 252.2.2 Yb-doped tungstates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.