A caracterização de laser de diodo para espectroscopia de alta resolução

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 Resumo: Nas últimas décadas os lasers de diodo têm se tornado os mais importantes em termos econômicos. É crescente a sua aplicação em diversas áreas da física e da tecnologia, decorrente do seu baixo custo, confiabilidade, durabilidade e facilidade de integração em circuitos optoeletrônicos. Com o desenvolvimento de novas técnicas de estreitamento de linha e ampla faixa de sintonização, estes lasers vêm substituindo outros lasers mais caros, como os lasers de corante, em áreas da física como espectroscopia de alta resolução, resfriamento e aprisionamento de átomos e etc. Diversos átomos de interesse metrológico têm transições na região de freqüência coberta pelos lasers de diodo, como por exemplo, o Rubídio e o Césio. Fazendo parte desta tendência mundial, caracterizamos um laser de diodo comercial Sharp em uma cavidade que permite a operação entre temperaturas da ordem de 240 K à temperatura ambiente. A região de freqüência deste laser é centrada em torno de 780 nm, com potência da ordem de 30 mW e corrente de operação de cerca de 75 mA. Realizamos, em primeiro lugar, a caracterização deste sistema em potência e corrente de limiar. Em seguida a caracterização em comprimento de onda, utilizando um l-meter. Medimos a dependência do comprimento de onda do laser em termos da corrente e temperatura e as taxas de variação de l com I e T. Medimos, também, a sua largura de linha (em torno de 50 MHz). Realizamos espectros da molécula de iodo com esse sistema laser, para tanto tivemos de construir um forno de manta de quartzo, afim de aquecermos a célula de iodo e obtermos medidas de melhor razão sinal-ruído. Em seguida, acoplamos este sistema à uma grade de difração, constituindo assim um laser em cavidade externa em configuração Littrow. Caracterizamos, então a largura de linha do laser em cavidade externa, observando a redução desta devida à realimentação óptica. Medimos uma largura de linha de aproximadamente 12 MHz, contudo devemos estar limitados pela finesse do Fabry-Perot, na realidade, valores em torno de 1 MHz devem ser mais realistas. Realizamos, novamente, espectros do iodo com o laser em cavidade externa na mesma região dos espectros anteriores, verificando a melhor qualidade espectral do laser com cavidade estendida

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