Effective eigenvalue for the intensity correlations of single-mode and two-mode lasers

Exact formulas for the effective eigenvalue characterizing the initial decay of intensity correlation functions are given in terms of stationary moments of the intensity. Spontaneous emission noise and nonwhite pump noise are considered. Our results are discussed in connection with earlier calculations, simulations, and experimental results for single-mode dye lasers, two-mode inhomogeneously broadened lasers, and two-mode dye ring lasers. The effective eigenvalue is seen to depend sensitively on noise characteristics and symmetry properties of the system. In particular, the effective eigenvalue associated with cross correlations of two-mode lasers is seen to vanish in the absence of pump noise as a consequence of detailed balance. In the presence of pump noise, the vanishing of this eigenvalue requires equal pump parameters for the two modes and statistical independence of spontaneous emission noise acting on each mode.

Intensity correlation function of dye lasers: Short-time behavior

We propose an equation to calculate the intensity correlation function of a dye-laser model with a pump parameter subject to finite-bandwidth fluctuations. The equation is valid, in the weak-noise limit, for all times. It incorporates novel non-Markovian features. Results are given for the short-time behavior of the correlation function. It exhibits a characteristic initial plateau. Our findings are supported by a numerical simulation of the model.

Frequency dynamics of gain-switched injection-locked semiconductor lasers

The frequency dynamics of gain-switched singlemode semiconductor lasers subject to optical injection is investigated. The requirements for low time jitter and reduced frequency chirp operation are studied as a function of the frequency mismatch between the master and slave lasers. Suppression of the power overshoot, typical during gain-switched operation, can be achieved for selected frequency detunings.

Turn-on-time statistics of modulated lasers subjected to resonant weak optical feedback

We present analytical calculations of the turn-on-time probability distribution of intensity-modulated lasers under resonant weak optical feedback. Under resonant conditions, the external cavity round-trip time is taken to be equal to the modulation period. The probability distribution of the solitary laser results are modified to give reduced values of the mean turn-on-time and its variance. Numerical simulations have been carried out showing good agreement with the analytical results.

Intensity correlation functions of dye lasers: Comparison of colored-gain-noise and colored-loss-noise models

The intensity correlation functions C(t) for the colored-gain-noise model of dye lasers are analyzed and compared with those for the loss-noise model. For correlation times ¿ larger than the deterministic relaxation time td, we show with the use of the adiabatic approximation that C(t) values coincide for both models. For small correlation times we use a method that provides explicit expressions of non-Markovian correlation functions, approximating simultaneously short- and long-time behaviors. Comparison with numerical simulations shows excellent results simultaneously for short- and long-time regimes. It is found that, when the correlation time of the noise increases, differences between the gain- and loss-noise models tend to disappear. The decay of C(t) for both models can be described by a time scale that approaches the deterministic relaxation time. However, in contrast with the loss-noise model, a secondary time scale remains for large times for the gain-noise model, which could allow one to distinguish between both models.

Histologic evaluation of thermal damage produced on soft tissues by CO2, Er,Cr:YSGG and diode lasers

Objective: The aim of this in vitro experimental study was to perform histological evaluation of the thermal effect produced on soft tissue irradiated with CO2, Er,Cr:YSGG or diode lasers. Study design: Porcine oral mucosa samples were irradiated with Er,Cr:YSGG laser at 1 W with and without water / air spray, at 2 W with and without water / air spray, and at 4 W with water / air spray, with CO2 laser at 1 W, 2 W, 10 W, 20 W continuous mode and 20 W pulsed mode and diode laser at 2W, 5W, and 10W pulsed mode. The thermal effect was evaluated measuring the width of damaged tissue adjacent to the incision, stained positively for hyalinized tissue with Hematoxylin-Eosin and Masson Trichrome stains. Besides, histological changes in the irradiated tissue were described using subjective grading scales. Results: The evaluated lasers developed a wide range of thermal damage with significant differences between groups. The samples with lowest thermal effect were those irradiated with Er,Cr:YSGG laser using water / air spray, followed by CO2 and diode lasers. Conclusions: Emission parameters of each laser system may influence the thermal damage inflicted on the soft tissue, however, the wave length of each laser determines the absorption rate characteristics of every tissue and the thermal effect

Fabricació de Lents Zonals de Fresnel per aplicació als raigs X tous

Estudi elaborat a partir d’una estada al Paul Scherrer Institut del Maig a l’Octubre del 2006 amb l’ajuda i supervisió dels Dr. Konstantins Jefimovs i Dr. Christian David. Focalitzar raigs X tous és una necessitat essencial per al microanàlisis, la microscopia, i fer imatges en moltes Instal·lacions de Radiació Sincrotró. Les Lents Zonals de Fresnel (FZP, de la denominació anglesa “Fresnel Zone Plates”) han demostrat donar uns punts focals amb una resolució espacial destacada i una baixa il·luminació de fons. Tanmateix, la fabricació de FZP és complexa i no totalment reproduïble. A més a més, el temps de vida de les FZP és força curt, ja que estant situades sobre membranes de nitrur de silici molt fines i altament absorbents. Per tant, hem fet esforços per implementar FZP de silici, que s’espera que siguin més resistents. L’element està fet d’una oblia de cristall de silici poc absorbent, i no presenta cap interfase entre materials. Així doncs, aquestes lents són especialment adequades per a aguantar les extremes càrregues de radiació de les fonts de raigs X més brillants. Particularment, això és molt important per a les aplicacions a les pròximes generacions de fonts de raigs X, com els Làsers d’Electrons Lliures (FEL, de la denominació anglesa “Free Electron Laser”). El silici també garanteix que no hi hagi cap banda d’absorció en el rang d’energies de la finestra de l’aigua (200-520 eV), fent aquestes lents ideals per a fer imatges de mostres biològiques. En aquest informe, hi ha una descripció detallada de tots els passos involucrats en la fabricació de les Lents Zonals de Fresnel de silici. En resum, les estructures de FZP es modelen sobre una resina utilitzant litografia per feix d’electrons i llavors el patró es transmet al silici mitjançant un gravat d’ions reactius (RIE, de la denominació anglesa ‘Reactive Ion Etching’) utilitzant una fina (20 nm) màscara de Crintermitja. Les membranes de silici es poden aprimar després de la fabricació de les estructures per a garantir una transmissió suficient fins i tot a baixes energies. Aquest informe també inclou l’anàlisi i la discussió d’alguns experiments preliminars per avaluar el rendiment de les Si FZPs fets a la línia de llum PolLux del Swiss Ligth Source amb l’ajuda dels Dr. Jörg Raabe i Dr. George Tzvetkov.

Characterisation of neutron spectra in mixed high energy fields in lineal accelerators: response functions validation

Actualment, la resposta de la majoria d’instrumentació operacional i dels dosímetres personals utilitzats en radioprotecció per a la dosimetria neutrònica és altament dependent de l’energia dels espectres neutrònics a analitzar, especialment amb camps neutrònics amb una important component intermitja. En conseqüència, la interpretació de les lectures d’aquests aparells es complicada si no es té un coneixement previ de la distribució espectral de la fluència neutrònica en els punts d’interès. El Grup de Física de les Radiacions de la Universitat Autònoma de Barcelona (GFR-UAB) ha desenvolupat en els últims anys un espectròmetre de neutrons basat en un Sistema d’Esferes Bonner (BSS) amb un contador proporcional d’3He com a detector actiu. Els principals avantatges dels espectròmetres de neutrons per BSS són: la seva resposta isotròpica, la possibilitat de discriminar la component neutrònica de la gamma en camps mixtos, i la seva alta sensibilitat neutrònica als nivells de dosi analitzats. Amb aquestes característiques, els espectròmetres neutrònics per BSS compleixen amb els estándards de les últimes recomanacions de la ICRP i poden ser utilitzats també en el camp de la dosimetria neutrònica per a la mesura de dosis en el rang d’energia que va dels tèrmics fins als 20 MeV, en nou ordres de magnitud. En el marc de la col•laboració entre el GFR - UAB i el Laboratorio Nazionale di Frascati – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (LNF-INFN), ha tingut lloc una experiència comparativa d’espectrometria per BSS amb els feixos quasi monoenergètics de 2.5 MeV i 14 MeV del Fast Neutron Generator de l’ENEA. En l’exercici s’ha determinat l’espectre neutrònic a diferents distàncies del blanc de l’accelerador, aprofitant el codi FRUIT recentment desenvolupat pel grup LNF. Els resultats obtinguts mostren una bona coherència entre els dos espectròmetres i les dades mesurades i simulades.