Project and construction of a cw, single-frequency and tunable Ti : Sapphire laser, actively stabilized to the resonance of an external reference cavity

Este trabalho apresenta o projeto e construção de um laser de Tirsafira (safira dopada com titânio) sintonizável, operando em regime contínuo, de freqüência única e estabilizada à ressonância de uma cavidade externa de referência. Descrevemos os componentes do laser: cristal de Ti:Safira, cavidade óptica em anel, diodo óptico, filtro birrefringente e etalons. Apresentamos medidas de espectro do ruído de intensidade e do ruído de freqüência com o laser de Ti:safira operando sem controle ativo da freqüência. Estas medidas foram feitas para dois lasers de bombeio: um laser iônico de Argônio e um laser de estado sólido de Vanadato de Itrio dopado com Neodímio e duplicado em freqüência. A freqüência do laser de Ti:Safíra é duplicada em um cristal não linear de Niobato de Potássio colocado em uma cavidade ressonante para maior eficiência. São discutidos os sistemas de controle do etalon grosso, de estabilização da cavidade do laser e da cavidade de duplicação, incluindo os respectivos métodos para derivação dos sinais de erro. Este laser é uma ferramenta versátil e essencial para espectroscopia atômica e molecular de alta resolução e, uma vez duplicado, foi usado para desacelerai- e aprisionar átomos de cálcio.In this work we discuss the project and construction of a cw, single-frequency and tunable Titanium:sapphire laser, actively stabilized to the resonance of an external reference cavity. We describe the laser components - Ti:Sapphire cristal, ring cavity, optical diode, birrefringent filter and etalons- and present measurements of the spectral distribution of amplitude and frequency noise for the free-running laser. These measurements were carried out for pumping with an Ar+ laser and with a frequency doubled NdiYVCU. The Tr.sapphire frequency has been doubled in a potassium niobate crystal (KNbOj) placed inside a power enhancement cavity for greater efficiency. We discuss the control systems, used for the thick etalon and laser and doubling cavities, and also the methods used to derive the error signals. This laser is a versatile tool for high resolution atomic and molecular spectroscopy and, when frequency doubled, has been used to decelerate and trap Calcium atom