Abstract

A large-aperture Nd:YAG thin-disk laser directly cooled by liquid is end-pumped by two spatial self-organized laser diode arrays. The pump coupling efficiency reaches as high as 93%. Without any complex pump coupling components, the structure becomes simplified and compact. By optimizing the incident angle of the pump beam, a pump power density of 578 W/cm2 is achieved with a pump uniformity of 5.52%. Up to 1 346-W peak output power with a slope efficiency of 54.9% is obtained when pumping with a long pulse. The near-field pattern of the laser output is uniform.

© 2013 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. J. McNaught, C. P. Asman, H. Injeyan, A. Jankevics, A. M. Johnson, G. C. Jones, H. Komine, J. Machan, J. Marmo, M. McClellan, R. Simpson, J. Sollee, M. M. Valley, M. Weber, and S. B. Weiss, in Proceedings of Frontiers in Optics, OSA Technical Digest (CD) FThD2 (2009).
  2. E. I. Moses, R. N. Boyd, B. A. Remington, C. J. Keane, and R. Al-Ayat, Phys. Plasmas 16, 041006 (2009).
  3. M. D. Perry, D. Pennington, B. C. Stuart, G. Tietbohl, J. A. Britten, C. Brown, S. Herman, B. Golick, M. Kartz, J. Miller, H. T. Powell, M. Vergino, and V. Yanovsky, Opt. Lett. 24, 160 (1999).
  4. W. Koechner, Solid-State Laser Engineering (6th ed.) (Springer, Berlin, 2006).
  5. K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).
  6. M. Ostermeyer, D. Mudge, P. J. Veitch, and J. Munch, Appl. Opt. 45, 5368 (2006)
  7. K. L. Schepler, R. D. Peterson, P. A. Berry, and J. B. McKay, IEEE J. Quantum Electron. 11, 713 (2005).
  8. X. Yang, Y. Bo, Q. Peng, Q. Cui, A. Geng, D. Cui, and Z. Xu, Chin. Opt. Lett. 5, 226 (2007).
  9. R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).
  10. A. Mandl, A. Zavriyev, D. E. Klimek, and J. J. Ewing, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1864 (1997).
  11. P. V. Avizonis, D. J. Bossert, M. S. Curtin, and A. Killi, in Proceedings of Conference on Lasers and Electro-Optics/International Quantum Electronics Conference, OSA Technical Digest (CD) CThA2 (2009).
  12. M. D. Perry, P. S. Banks, J. Zweiback, and R. W. Schleicher, "Laser containing a distributed gain medium", U.S. Patent 7366, 211 B2 (2008).
  13. S. Weinberger. "Defense Technology International: Solid-State Lasers; 100 Kilowatts or Bust; Rivals Vie To Develop Next Generation of Lasers[EB/OL]", http://www.textrondefense.com/news/in the news/05 22 06.htm (February 22, 2007).
  14. E. C. Honea, R. J. Beach, S. C. Mitchell, J. A. Skidmore, M. A. Emanuel, S. B. Sutton, S. A. Payne, P. V. Avizonis, R. S. Monroe, and D. G. Harris, Opt. Lett. 25, 805 (2000).
  15. S. Heinemann and L. Leininger, Proc. SPIE 3267, 116 (1998).
  16. K. Matsuno and T. Sato, Proc. SPIE 3889, 172 (2000).
  17. G. Wang, Z. Wang, E. Ba, G. Mu, and X. Hu, Appl. Opt. 37, 4000 (1998).

2009

E. I. Moses, R. N. Boyd, B. A. Remington, C. J. Keane, and R. Al-Ayat, Phys. Plasmas 16, 041006 (2009).

2007

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

X. Yang, Y. Bo, Q. Peng, Q. Cui, A. Geng, D. Cui, and Z. Xu, Chin. Opt. Lett. 5, 226 (2007).

2006

2005

K. L. Schepler, R. D. Peterson, P. A. Berry, and J. B. McKay, IEEE J. Quantum Electron. 11, 713 (2005).

2000

1999

1998

G. Wang, Z. Wang, E. Ba, G. Mu, and X. Hu, Appl. Opt. 37, 4000 (1998).

S. Heinemann and L. Leininger, Proc. SPIE 3267, 116 (1998).

1997

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

A. Mandl, A. Zavriyev, D. E. Klimek, and J. J. Ewing, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1864 (1997).

Al-Ayat, R.

E. I. Moses, R. N. Boyd, B. A. Remington, C. J. Keane, and R. Al-Ayat, Phys. Plasmas 16, 041006 (2009).

Avizonis, P. V.

Ba, E.

Beach, R. J.

Berg, J. G.

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

Berry, P. A.

K. L. Schepler, R. D. Peterson, P. A. Berry, and J. B. McKay, IEEE J. Quantum Electron. 11, 713 (2005).

Bo, Y.

Boyd, R. N.

E. I. Moses, R. N. Boyd, B. A. Remington, C. J. Keane, and R. Al-Ayat, Phys. Plasmas 16, 041006 (2009).

Brase, J. M.

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

Britten, J. A.

Brown, C.

Combs, R. L.

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

Cui, D.

Cui, Q.

Emanuel, M. A.

Ewing, J. J.

A. Mandl, A. Zavriyev, D. E. Klimek, and J. J. Ewing, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1864 (1997).

Fochs, S. N.

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

Geng, A.

Golick, B.

Harpole, G. M.

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

Harris, D. G.

Heinemann, S.

S. Heinemann and L. Leininger, Proc. SPIE 3267, 116 (1998).

Herman, S.

Hilyard, R. C.

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

Honea, E. C.

Hu, X.

Hurd, R. L.

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

Injeyan, H.

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

Kartz, M.

Keane, C. J.

E. I. Moses, R. N. Boyd, B. A. Remington, C. J. Keane, and R. Al-Ayat, Phys. Plasmas 16, 041006 (2009).

Klimek, D. E.

A. Mandl, A. Zavriyev, D. E. Klimek, and J. J. Ewing, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1864 (1997).

LaFortune, K. N.

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

Leininger, L.

S. Heinemann and L. Leininger, Proc. SPIE 3267, 116 (1998).

Mandl, A.

A. Mandl, A. Zavriyev, D. E. Klimek, and J. J. Ewing, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1864 (1997).

Matsuno, K.

K. Matsuno and T. Sato, Proc. SPIE 3889, 172 (2000).

McKay, J. B.

K. L. Schepler, R. D. Peterson, P. A. Berry, and J. B. McKay, IEEE J. Quantum Electron. 11, 713 (2005).

Miller, J.

Mitchell, S. C.

Monroe, R. S.

Mordaunt, D. W.

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

Moses, E. I.

E. I. Moses, R. N. Boyd, B. A. Remington, C. J. Keane, and R. Al-Ayat, Phys. Plasmas 16, 041006 (2009).

Mu, G.

Mudge, D.

Munch, J.

Olivier, S. S.

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

Ostermeyer, M.

Pax, P. H.

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

Payne, S. A.

Peng, Q.

Pennington, D.

Perry, M. D.

Peterson, R. D.

K. L. Schepler, R. D. Peterson, P. A. Berry, and J. B. McKay, IEEE J. Quantum Electron. 11, 713 (2005).

Pierre, R. J. St.

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

Powell, H. T.

Remington, B. A.

E. I. Moses, R. N. Boyd, B. A. Remington, C. J. Keane, and R. Al-Ayat, Phys. Plasmas 16, 041006 (2009).

Rotter, M. D.

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

Sato, T.

K. Matsuno and T. Sato, Proc. SPIE 3889, 172 (2000).

Schepler, K. L.

K. L. Schepler, R. D. Peterson, P. A. Berry, and J. B. McKay, IEEE J. Quantum Electron. 11, 713 (2005).

Senn, R.

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

Skidmore, J. A.

Stuart, B. C.

Sutton, S. B.

Tietbohl, G.

Veitch, P. J.

Vergino, M.

Wang, G.

Wang, Z.

Weber, M. E.

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

Wickham, M. G.

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

Xu, Z.

Yamamoto, R. M.

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

Yang, X.

Yanovsky, V.

Zavriyev, A.

A. Mandl, A. Zavriyev, D. E. Klimek, and J. J. Ewing, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1864 (1997).

Appl. Opt.

Chin. Opt. Lett.

IEEE J. Quantum Electron.

K. L. Schepler, R. D. Peterson, P. A. Berry, and J. B. McKay, IEEE J. Quantum Electron. 11, 713 (2005).

A. Mandl, A. Zavriyev, D. E. Klimek, and J. J. Ewing, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1864 (1997).

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.

R. J. St. Pierre, D. W. Mordaunt, H. Injeyan, J. G. Berg, R. C. Hilyard, M. E. Weber, M. G. Wickham, G. M. Harpole, and R. Senn, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 53 (1997).

Opt. Lett.

Phys. Plasmas

E. I. Moses, R. N. Boyd, B. A. Remington, C. J. Keane, and R. Al-Ayat, Phys. Plasmas 16, 041006 (2009).

Proc. SPIE

K. N. LaFortune, R. L. Hurd, S. N. Fochs, M. D. Rotter, P. H. Pax, R. L. Combs, S. S. Olivier, J. M. Brase, and R. M. Yamamoto, Proc. SPIE 6454, 64540O (2007).

S. Heinemann and L. Leininger, Proc. SPIE 3267, 116 (1998).

K. Matsuno and T. Sato, Proc. SPIE 3889, 172 (2000).

Other

S. J. McNaught, C. P. Asman, H. Injeyan, A. Jankevics, A. M. Johnson, G. C. Jones, H. Komine, J. Machan, J. Marmo, M. McClellan, R. Simpson, J. Sollee, M. M. Valley, M. Weber, and S. B. Weiss, in Proceedings of Frontiers in Optics, OSA Technical Digest (CD) FThD2 (2009).

W. Koechner, Solid-State Laser Engineering (6th ed.) (Springer, Berlin, 2006).

P. V. Avizonis, D. J. Bossert, M. S. Curtin, and A. Killi, in Proceedings of Conference on Lasers and Electro-Optics/International Quantum Electronics Conference, OSA Technical Digest (CD) CThA2 (2009).

M. D. Perry, P. S. Banks, J. Zweiback, and R. W. Schleicher, "Laser containing a distributed gain medium", U.S. Patent 7366, 211 B2 (2008).

S. Weinberger. "Defense Technology International: Solid-State Lasers; 100 Kilowatts or Bust; Rivals Vie To Develop Next Generation of Lasers[EB/OL]", http://www.textrondefense.com/news/in the news/05 22 06.htm (February 22, 2007).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.