Abstract

We experimentally demonstrate optical parametric chirped pulse amplification for the first time (to our knowledge) in a completely integrated all-fiber optical system. A single chirped fiber Bragg grating, achieving both the stretching and compression stages, is combined with a cw-pumped fiber optical parametric amplifier. As a proof of principle, we demonstrate the amplification of picosecond Fourier-transform-limited pulses at 1550nm.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
    [CrossRef]
  2. A. Dubietis, G. Jonusauskas, and A. Piskarskas, Opt. Commun. 88, 437 (1992).
    [CrossRef]
  3. I. N. Ross, P. Matousek, M. Towrie, A. J. Langley, and J. L. Collier, Opt. Commun. 144, 125 (1997).
    [CrossRef]
  4. A. Dubietis, R. Butkus, and A. P. Piskarskas, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 163 (2006).
    [CrossRef]
  5. F. Tavella, A. Marcinkevicious, and F. Krausz, Opt. Express 14, 12822 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. O. V. Chekhlov, J. L. Collier, I. N. Ross, P. K. Bates, M. Notley, C. Hernandez-gomez, W. Shaikh, C. N. Danson, D. Neely, P. Matousek, and S. Hancock, Opt. Lett. 31, 3665 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. V. Bagnoud, I. A. Begishev, M. J. Guardalben, J. Puth, and J. Zuegel, Opt. Lett. 30, 1843 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. E. Hugonnot, G. Deschaseaux, O. Hartmann, and H. Coïc, Appl. Opt. 46, 8181 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).
  10. J. Hansryd and P. Andrekson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 506 (2002).
    [CrossRef]
  11. M. E. Marhic, Fiber Optical Parametric Amplifiers, Oscillators and Related Devices (Cambridge U. Press, 2008).
  12. M. Hanna, F. Druon, and P. Georges, Opt. Express 14, 2783 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. A. Mussot, M. Le Parquier, and P. Szriftgiser, Opt. Commun. 283, 2607 (2010).
    [CrossRef]
  14. C. Caucheteur, A. Mussot, S. Bette, A. Kudlinski, M. Douay, E. Louvergneaux, P. Mégret, M. Taki, and M. Gonzalez-Herraez, Opt. Express 18, 3093 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. T. Sylvestre, A. Kudlinski, A. Mussot, J. F. Gleyze, A. Jolly, and H. Maillotte, Appl. Phys. Lett. 94, 111104 (2009).
    [CrossRef]

2010

2009

T. Sylvestre, A. Kudlinski, A. Mussot, J. F. Gleyze, A. Jolly, and H. Maillotte, Appl. Phys. Lett. 94, 111104 (2009).
[CrossRef]

2007

2006

M. Hanna, F. Druon, and P. Georges, Opt. Express 14, 2783 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

O. V. Chekhlov, J. L. Collier, I. N. Ross, P. K. Bates, M. Notley, C. Hernandez-gomez, W. Shaikh, C. N. Danson, D. Neely, P. Matousek, and S. Hancock, Opt. Lett. 31, 3665 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

F. Tavella, A. Marcinkevicious, and F. Krausz, Opt. Express 14, 12822 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

A. Dubietis, R. Butkus, and A. P. Piskarskas, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 163 (2006).
[CrossRef]

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

2005

2002

J. Hansryd and P. Andrekson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 506 (2002).
[CrossRef]

1997

I. N. Ross, P. Matousek, M. Towrie, A. J. Langley, and J. L. Collier, Opt. Commun. 144, 125 (1997).
[CrossRef]

1992

A. Dubietis, G. Jonusauskas, and A. Piskarskas, Opt. Commun. 88, 437 (1992).
[CrossRef]

1985

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

Andrekson, P.

J. Hansryd and P. Andrekson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 506 (2002).
[CrossRef]

Bagnoud, V.

Barty, C.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Bates, P. K.

Begishev, I. A.

Bette, S.

Blanchot, N.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Borneis, S.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Britten, J.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Butkus, R.

A. Dubietis, R. Butkus, and A. P. Piskarskas, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 163 (2006).
[CrossRef]

Caucheteur, C.

Chekhlov, O. V.

Coïc, H.

Collier, J. L.

Danson, C.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Danson, C. N.

Dawson, J.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Deschaseaux, G.

Douay, M.

Druon, F.

Dubietis, A.

A. Dubietis, R. Butkus, and A. P. Piskarskas, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 163 (2006).
[CrossRef]

A. Dubietis, G. Jonusauskas, and A. Piskarskas, Opt. Commun. 88, 437 (1992).
[CrossRef]

Georges, P.

Gleyze, J. F.

T. Sylvestre, A. Kudlinski, A. Mussot, J. F. Gleyze, A. Jolly, and H. Maillotte, Appl. Phys. Lett. 94, 111104 (2009).
[CrossRef]

Gonzalez-Herraez, M.

Guardalben, M. J.

Hancock, S.

Hanna, M.

Hansryd, J.

J. Hansryd and P. Andrekson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 506 (2002).
[CrossRef]

Hartmann, O.

Hernandez-gomez, C.

Hugonnot, E.

Jolly, A.

T. Sylvestre, A. Kudlinski, A. Mussot, J. F. Gleyze, A. Jolly, and H. Maillotte, Appl. Phys. Lett. 94, 111104 (2009).
[CrossRef]

Jonusauskas, G.

A. Dubietis, G. Jonusauskas, and A. Piskarskas, Opt. Commun. 88, 437 (1992).
[CrossRef]

Jovanovic, I.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Jungquist, R.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Kelly, J. H.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Kessler, T. J.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Krausz, F.

Kruschwitz, B.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Kudlinski, A.

Langley, A. J.

I. N. Ross, P. Matousek, M. Towrie, A. J. Langley, and J. L. Collier, Opt. Commun. 144, 125 (1997).
[CrossRef]

Le Blanc, C.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Le Garrec, B.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Le Parquier, M.

A. Mussot, M. Le Parquier, and P. Szriftgiser, Opt. Commun. 283, 2607 (2010).
[CrossRef]

Louvergneaux, E.

Maillotte, H.

T. Sylvestre, A. Kudlinski, A. Mussot, J. F. Gleyze, A. Jolly, and H. Maillotte, Appl. Phys. Lett. 94, 111104 (2009).
[CrossRef]

Marcinkevicious, A.

Marhic, M. E.

M. E. Marhic, Fiber Optical Parametric Amplifiers, Oscillators and Related Devices (Cambridge U. Press, 2008).

Matousek, P.

Mégret, P.

Miyagana, N.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Moses, E.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Mourou, G.

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

Mussot, A.

C. Caucheteur, A. Mussot, S. Bette, A. Kudlinski, M. Douay, E. Louvergneaux, P. Mégret, M. Taki, and M. Gonzalez-Herraez, Opt. Express 18, 3093 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

A. Mussot, M. Le Parquier, and P. Szriftgiser, Opt. Commun. 283, 2607 (2010).
[CrossRef]

T. Sylvestre, A. Kudlinski, A. Mussot, J. F. Gleyze, A. Jolly, and H. Maillotte, Appl. Phys. Lett. 94, 111104 (2009).
[CrossRef]

Neely, D.

Notley, M.

Piskarskas, A.

A. Dubietis, G. Jonusauskas, and A. Piskarskas, Opt. Commun. 88, 437 (1992).
[CrossRef]

Piskarskas, A. P.

A. Dubietis, R. Butkus, and A. P. Piskarskas, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 163 (2006).
[CrossRef]

Puth, J.

Rambo, P. K.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Ross, I. N.

Schmid, A. W.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Shaikh, W.

Strickland, D.

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

Sylvestre, T.

T. Sylvestre, A. Kudlinski, A. Mussot, J. F. Gleyze, A. Jolly, and H. Maillotte, Appl. Phys. Lett. 94, 111104 (2009).
[CrossRef]

Szriftgiser, P.

A. Mussot, M. Le Parquier, and P. Szriftgiser, Opt. Commun. 283, 2607 (2010).
[CrossRef]

Taki, M.

Tavella, F.

Towrie, M.

I. N. Ross, P. Matousek, M. Towrie, A. J. Langley, and J. L. Collier, Opt. Commun. 144, 125 (1997).
[CrossRef]

Waxer, L. J.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Zuegel, J.

Zuegel, J. D.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

Appl. Opt.

Appl. Phys. Lett.

T. Sylvestre, A. Kudlinski, A. Mussot, J. F. Gleyze, A. Jolly, and H. Maillotte, Appl. Phys. Lett. 94, 111104 (2009).
[CrossRef]

Fus. Sci. Technol.

J. D. Zuegel, S. Borneis, C. Barty, B. Le Garrec, C. Danson, N. Miyagana, P. K. Rambo, C. Le Blanc, T. J. Kessler, A. W. Schmid, L. J. Waxer, J. H. Kelly, B. Kruschwitz, R. Jungquist, E. Moses, J. Britten, I. Jovanovic, J. Dawson, and N. Blanchot, Fus. Sci. Technol. 49, 453 (2006).

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.

J. Hansryd and P. Andrekson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 506 (2002).
[CrossRef]

A. Dubietis, R. Butkus, and A. P. Piskarskas, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 163 (2006).
[CrossRef]

Opt. Commun.

A. Mussot, M. Le Parquier, and P. Szriftgiser, Opt. Commun. 283, 2607 (2010).
[CrossRef]

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

A. Dubietis, G. Jonusauskas, and A. Piskarskas, Opt. Commun. 88, 437 (1992).
[CrossRef]

I. N. Ross, P. Matousek, M. Towrie, A. J. Langley, and J. L. Collier, Opt. Commun. 144, 125 (1997).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Other

M. E. Marhic, Fiber Optical Parametric Amplifiers, Oscillators and Related Devices (Cambridge U. Press, 2008).

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 (4)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental setup of FOPCPA: TL, tunable laser; PM, phase modulator; RFA, rf amplifier; EDFA, erbium-doped fiber amplifier; TF, tunable filter; PC 1,2,3, polarization controllers; HNLF, highly nonlinear fiber; CFBG, chirped fiber Bragg grating.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Optical spectrum measured at the FOPA output with signal switched off (solid curve). The initial signal spectrum is superposed as a guideline (dashed curve). (b) FOPCPA gain versus signal pulse energy launched into the HNLF for a pump power of 27.6 dBm . Cases I and II correspond, respectively, to the linear and saturated regimes studied in Fig. 3.

Fig. 3
Fig. 3

Optical spectra in the linear [dotted curve, corresponding to case I in Fig. 2b], and saturated [dashed curve, corresponding to case II in Fig. 2b] regimes. (a) Whole spectrum and (b) normalized close-up on the signal pulses, plotted in linear scale. The input signal spectrum has been superimposed in a solid curve in (b).

Fig. 4
Fig. 4

Measured autocorrelation traces of the input signal (solid curve), the amplified signal with 18.9 fJ input energy [dotted curve, case I in Fig. 2b], and the amplified signal with 1.46 pJ input energy [dashed curve, case II in Fig. 2b].

Metrics