Abstract

We describe the generation of enhanced pulse energies using a multipass-cavity (MPC) Cr3+:LiCAF laser, pumped by inexpensive, single spatial mode laser diodes. A semiconductor saturable absorber was used for stable mode-locked operation. The MPC reduced the pulse repetition rate to the 10MHz level, scaling pulse energies and intensities. With only 540mW of absorbed pump power, 98fs pulses with energies of 9.9nJ and peak powers of 101kW, corresponding to 95mW of average power at a repetition rate of 9.58MHz, were generated. By increasing the intracavity negative dispersion, 310fs pulses with energies of 15.2nJ and peak powers of 49kW, corresponding to 160mW of average power at 10.51MHz repletion rate, were also generated. These results demonstrate that low-cost MPC Cr3+-doped colquiriite lasers can generate pulse energies and intensities comparable to more expensive Ti:sapphire lasers.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
    [CrossRef]
  2. J. M. Evans, D. E. Spence, W. Sibbett, B. H. T. Chai, and A. Miller, Opt. Lett. 17, 1447 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. P. M. W. French, R. Mellish, J. R. Taylor, P. J. Delfyett, and L. T. Florez, Opt. Lett. 18, 1934 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
    [CrossRef]
  5. I. T. Sorokina, E. Sorokin, E. Wintner, A. Cassanho, H. P. Jenssen, and R. Szipocs, Opt. Lett. 22, 1716 (1997).
    [CrossRef]
  6. R. P. Prasankumar, Y. Hirakawa, A. M. J. Kowalevicz, F. X. Kærtner, J. G. Fujitimo, and W. H. Knox, Opt. Express 11, 1265 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. P. Wagenblast, R. Ell, U. Morgner, F. Grawert, and F. X. Kartner, Opt. Lett. 28, 1713 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. A. Isemann and C. Fallnich, Opt. Express 11, 259 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. U. Demirbas, A. Sennaroglu, A. Benedick, A. Siddiqui, F. X. Kartner, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 32, 3309 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. U. Demirbas, A. Sennaroglu, F. X. Kartner, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 33, 590 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. U. Demirbas, A. Sennaroglu, F. X. Kartner, and J. G. Fujimoto, J. Opt. Soc. Am. B 26, 1 (2009).
    [CrossRef]
  12. A. Sennaroglu, A. M. Kowalevicz, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, IEEE J. Quantum Electron. 40, 519 (2004).
    [CrossRef]
  13. U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
    [CrossRef]
  14. S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
    [CrossRef]

2009 (1)

2008 (1)

2007 (1)

2004 (1)

A. Sennaroglu, A. M. Kowalevicz, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, IEEE J. Quantum Electron. 40, 519 (2004).
[CrossRef]

2003 (3)

1997 (2)

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

I. T. Sorokina, E. Sorokin, E. Wintner, A. Cassanho, H. P. Jenssen, and R. Szipocs, Opt. Lett. 22, 1716 (1997).
[CrossRef]

1996 (2)

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

1993 (1)

1992 (1)

1988 (1)

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

Beach, R. J.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

Benedick, A.

Braun, B.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Cassanho, A.

Chai, B. H. T.

Chase, L. L.

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

Cundiff, S. T.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Cunningham, J. E.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Delfyett, P. J.

Demirbas, U.

derAu, J. A.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Ell, R.

Emanuel, M. A.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

Evans, J. M.

Fallnich, C.

Florez, L. T.

Fluck, R.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

French, P. M. W.

Fujimoto, J. G.

Fujitimo, J. G.

Grawert, F.

Hirakawa, Y.

Honninger, C.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Ippen, E. P.

A. Sennaroglu, A. M. Kowalevicz, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, IEEE J. Quantum Electron. 40, 519 (2004).
[CrossRef]

Isemann, A.

Jan, W. Y.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Jenssen, H. P.

Jung, I. D.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Kærtner, F. X.

Kartner, F. X.

Keller, U.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Knox, W. H.

R. P. Prasankumar, Y. Hirakawa, A. M. J. Kowalevicz, F. X. Kærtner, J. G. Fujitimo, and W. H. Knox, Opt. Express 11, 1265 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Kopf, D.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Kowalevicz, A. M.

A. Sennaroglu, A. M. Kowalevicz, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, IEEE J. Quantum Electron. 40, 519 (2004).
[CrossRef]

Kowalevicz, A. M. J.

Krupke, W. F.

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

Matuschek, N.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Mellish, R.

Miller, A.

Morgner, U.

Moser, M.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

Newkirk, H. W.

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

Payne, S. A.

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

Prasankumar, R. P.

Sennaroglu, A.

Sibbett, W.

Siddiqui, A.

Skidmore, J. A.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

Smith, L. K.

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

Sorokin, E.

Sorokina, I. T.

Spence, D. E.

Szipocs, R.

Taylor, J. R.

Tsuda, S.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Wagenblast, P.

Weingarten, K. J.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Wintner, E.

Zhang, G.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (1)

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (2)

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

A. Sennaroglu, A. M. Kowalevicz, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, IEEE J. Quantum Electron. 40, 519 (2004).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (2)

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kartner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Honninger, N. Matuschek, and J. A. derAu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (6)

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.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic for the short and extended-cavity (MPC) single-mode diode-pumped Cr 3 + : Li CAF laser.

Fig. 2
Fig. 2

Optical spectra and autocorrelation for the 98 fs , 9.92 nJ pulses with 95 mW of average output power at 9.58 MHz repetition rate ( 101 kW peak power).

Fig. 3
Fig. 3

Optical spectra and autocorrelation for the 310 fs , 15.2 nJ pulses ( 49 kW peak power), corresponding to 160 mW of average output power at 10.51 MHz .

Metrics