Se ha reportado un método para lograr la emisión simultánea de doble longitud de onda en un láser de emisión superficial con cavidad externa vertical (Vertical external cavity surface emitting laser, VECSEL) mediante un gran desajuste entre el espectro de ganancia y el modo de cavidad. Se diseñó una estructura de cavidad estable y se predijeron teóricamente tres estados de funcionamiento de este VECSEL, los cuales fueron verificados experimentalmente. Con el aumento de la potencia de bombeo del VECSEL, la temperatura de operación interna del chip de ganancia aumenta gradualmente, y el VECSEL presenta sucesivamente tres estados de operación: emisión en longitud de onda del borde de banda, emisión de doble longitud de onda y emisión en la longitud de onda del modo de cavidad. La longitud de onda inicial de emisión del VECSEL estaba en la longitud de onda láser determinada por el modo del borde de banda (952.7 nm). Con el aumento de la potencia de bombeo, el efecto térmico en el chip de ganancia se acentúa, y ocurre competencia de modos entre la longitud de onda del modo de cavidad y la del borde de banda, lo que da lugar a la emisión de doble longitud de onda. Cuando las intensidades máximas de los dos picos se acercan, la potencia de salida láser del VECSEL alcanza 359 mW, con longitudes de onda en 954.2 nm y 1001.2 nm, respectivamente; la curva de potencia de salida muestra un fenómeno claro de segundo umbral en esta región. Al continuar aumentando la potencia de bombeo, la longitud de onda de emisión cambia a la longitud de onda del modo de cavidad, ubicada en 1002.4 nm. En los estados de operación de longitud de onda única y doble longitud de onda, el perfil del modo láser VECSEL es simétrico y circular con forma gaussiana, y el ángulo de divergencia del haz aumenta de 5.7° a 7.9°. Esta solución de salida de doble longitud de onda en un solo chip VECSEL tiene un buen potencial de aplicación en radares láser resistentes a interferencias y en láseres de terahercios con conversión de frecuencia.

Láser de emisión superficial de doble longitud de onda; competencia de modos; radar láser; conversión de frecuencia