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emissão laser em 1064 nm ocorre entre os níveis 4 F3/2 e 4 I11/2, conforme ilustrado na
Figura 12 onde vemos o diagrama de níveis do Nd 3+ . Esse é um sistema laser de 4 níveis,
no qual elétrons fotoexcitados para os níveis acima do 4 F3/2 rapidamente decaem para o
mesmo, não radiativamente, via emissão de fônons devido à pequena separação entre
esses níveis. A emissão de fônons do nível 4 F3/2 é muito pequena pois seriam necessários
muitos fônons para atingir o nível mais próximo 4 I15/2. Por isso esse estado tem um
tempo de vida razoavelmente longo, da ordem de 200 µs. Já os elétrons dos níveis 4 I11/2
até 4 I15/2 decaem rapidamente para o estado fundamental por emissão de fônons em
cascata. As duas linhas principais utilizadas nos lasers de Nd:YAG são a de 1064 nm, a
mais intensa, do nível 4 F3/2 para o 4 I11/2, e a de 1350 nm, do 4 F3/2 para o 4 I13/2, conforme
podemos ver na Figura 12. O bombeio é feito opticamente usando as bandas em torno
de 800 nm, 750 nm e 580 nm, marcadas com setas pretas. A Figura 13 mostra o espectro
de absorção do Nd 3+ no YAG.
2.4
Níveis de Energia do Nd 3+
4 G 7/2 1064 nm
2.0
4 G 5/2
2 H 11/2
Energia (eV)
1.6
1.2
0.8
4 S 3/2 4 F 7/2
2 H 9/2
4 F 9/2
4 F 5/2
4 F 3/2
1350 nm
4 I 15/2
0.4
4 I 13/2
0.0
4 I 11/2
4 I 9/2
Figura 12. Diagrama de níveis do Nd:YAG.
Para bombeio de lasers cw se usa lâmpadas de arco de Kriptônio em alta pressão
cujas linhas se ajustam bem ao espectro de excitação do Nd 3+ . Essa lâmpada, na forma
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