Abstract

An external-cavity diamond Raman laser generating up to 2.0W at 1240nm from 3.3W of 1064nm pump power is investigated as a function of pump polarization direction. The maximum conversion efficiency was 61%, and the slope efficiency of 84% closely approaches the quantum limit of 85.8%. The lowest threshold for Raman lasing is achieved for pump polarization parallel to the 111 axis, which we show is consistent with theory.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. I. Friel, S. L. Clewes, H. K. Dhillon, N. Perkins, D. J. Twitchen, and G. A. Scarsbrook, Diam. Relat. Mater. 18, 808 (2009).
    [CrossRef]
  2. A. A. Demidovich, A. S. Grabtchikov, V. A. Orlovich, M. B. Danailov, and W. Kiefer, in Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (European Physical Society, 2005), p. 251.
    [CrossRef]
  3. W. Lubeigt, G. M. Bonner, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, Opt. Express 18, 16765 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. X. Chen, X. Zhang, Q. Wang, P. Li, S. Li, Z. Cong, G. Jia, and C. Tu, Opt. Lett. 33, 705 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. P. G. Zverev, T. T. Basiev, and A. M. Prokhorov, Opt. Mater. 11, 335 (1999).
    [CrossRef]
  6. C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
    [CrossRef]
  7. R. P. Mildren and A. Sabella, Opt. Lett. 34, 2811 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. R. Loudon, Adv. Phys. 13, 423 (1964).
    [CrossRef]
  9. S. A. Solin and A. K. Ramdas, Phys. Rev. B 1, 1687 (1970).
    [CrossRef]
  10. A. Penzkofer, A. Laubereau, and W. Kaiser, Prog. Quantum Electron. 6, 55 (1979).
    [CrossRef]
  11. N. S. Nagendra Nath, Proc. Indian Acad. Sci. A 1, 333(1934).
  12. A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
    [CrossRef]

2010

2009

R. P. Mildren and A. Sabella, Opt. Lett. 34, 2811 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

I. Friel, S. L. Clewes, H. K. Dhillon, N. Perkins, D. J. Twitchen, and G. A. Scarsbrook, Diam. Relat. Mater. 18, 808 (2009).
[CrossRef]

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

2008

2007

A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
[CrossRef]

1999

P. G. Zverev, T. T. Basiev, and A. M. Prokhorov, Opt. Mater. 11, 335 (1999).
[CrossRef]

1979

A. Penzkofer, A. Laubereau, and W. Kaiser, Prog. Quantum Electron. 6, 55 (1979).
[CrossRef]

1970

S. A. Solin and A. K. Ramdas, Phys. Rev. B 1, 1687 (1970).
[CrossRef]

1964

R. Loudon, Adv. Phys. 13, 423 (1964).
[CrossRef]

1934

N. S. Nagendra Nath, Proc. Indian Acad. Sci. A 1, 333(1934).

Basiev, T. T.

P. G. Zverev, T. T. Basiev, and A. M. Prokhorov, Opt. Mater. 11, 335 (1999).
[CrossRef]

Bonner, G. M.

Burns, D.

Chen, X.

Chen, X. H.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

Clewes, S. L.

I. Friel, S. L. Clewes, H. K. Dhillon, N. Perkins, D. J. Twitchen, and G. A. Scarsbrook, Diam. Relat. Mater. 18, 808 (2009).
[CrossRef]

Cong, Z.

Cong, Z. H.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

Danailov, M. B.

A. A. Demidovich, A. S. Grabtchikov, V. A. Orlovich, M. B. Danailov, and W. Kiefer, in Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (European Physical Society, 2005), p. 251.
[CrossRef]

Dawson, M. D.

Demidovich, A. A.

A. A. Demidovich, A. S. Grabtchikov, V. A. Orlovich, M. B. Danailov, and W. Kiefer, in Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (European Physical Society, 2005), p. 251.
[CrossRef]

Dhillon, H. K.

I. Friel, S. L. Clewes, H. K. Dhillon, N. Perkins, D. J. Twitchen, and G. A. Scarsbrook, Diam. Relat. Mater. 18, 808 (2009).
[CrossRef]

Eichler, H. J.

A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
[CrossRef]

Fan, S. Z.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

Friel, I.

I. Friel, S. L. Clewes, H. K. Dhillon, N. Perkins, D. J. Twitchen, and G. A. Scarsbrook, Diam. Relat. Mater. 18, 808 (2009).
[CrossRef]

Grabtchikov, A. S.

A. A. Demidovich, A. S. Grabtchikov, V. A. Orlovich, M. B. Danailov, and W. Kiefer, in Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (European Physical Society, 2005), p. 251.
[CrossRef]

Hastie, J. E.

Hemley, R. J.

A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
[CrossRef]

Jia, G.

Kaiser, W.

A. Penzkofer, A. Laubereau, and W. Kaiser, Prog. Quantum Electron. 6, 55 (1979).
[CrossRef]

Kaminskii, A. A.

A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
[CrossRef]

Kemp, A. J.

Kiefer, W.

A. A. Demidovich, A. S. Grabtchikov, V. A. Orlovich, M. B. Danailov, and W. Kiefer, in Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (European Physical Society, 2005), p. 251.
[CrossRef]

Lai, J.

A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
[CrossRef]

Laubereau, A.

A. Penzkofer, A. Laubereau, and W. Kaiser, Prog. Quantum Electron. 6, 55 (1979).
[CrossRef]

Li, P.

Li, S.

Liu, Z. J.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

Loudon, R.

R. Loudon, Adv. Phys. 13, 423 (1964).
[CrossRef]

Lubeigt, W.

Mao, H. K.

A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
[CrossRef]

Mildren, R. P.

Nagendra Nath, N. S.

N. S. Nagendra Nath, Proc. Indian Acad. Sci. A 1, 333(1934).

Orlovich, V. A.

A. A. Demidovich, A. S. Grabtchikov, V. A. Orlovich, M. B. Danailov, and W. Kiefer, in Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (European Physical Society, 2005), p. 251.
[CrossRef]

Penzkofer, A.

A. Penzkofer, A. Laubereau, and W. Kaiser, Prog. Quantum Electron. 6, 55 (1979).
[CrossRef]

Perkins, N.

I. Friel, S. L. Clewes, H. K. Dhillon, N. Perkins, D. J. Twitchen, and G. A. Scarsbrook, Diam. Relat. Mater. 18, 808 (2009).
[CrossRef]

Prokhorov, A. M.

P. G. Zverev, T. T. Basiev, and A. M. Prokhorov, Opt. Mater. 11, 335 (1999).
[CrossRef]

Ralchenko, V. G.

A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
[CrossRef]

Ramdas, A. K.

S. A. Solin and A. K. Ramdas, Phys. Rev. B 1, 1687 (1970).
[CrossRef]

Rhee, H.

A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
[CrossRef]

Sabella, A.

Scarsbrook, G. A.

I. Friel, S. L. Clewes, H. K. Dhillon, N. Perkins, D. J. Twitchen, and G. A. Scarsbrook, Diam. Relat. Mater. 18, 808 (2009).
[CrossRef]

Solin, S. A.

S. A. Solin and A. K. Ramdas, Phys. Rev. B 1, 1687 (1970).
[CrossRef]

Su, F. F.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

Tu, C.

Twitchen, D. J.

I. Friel, S. L. Clewes, H. K. Dhillon, N. Perkins, D. J. Twitchen, and G. A. Scarsbrook, Diam. Relat. Mater. 18, 808 (2009).
[CrossRef]

Wang, Q.

Wang, Q. P.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

Yan, C. S.

A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
[CrossRef]

Zhang, C.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

Zhang, H. J.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

Zhang, X.

Zhang, X. Y.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

Zhang, Z.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

Zverev, P. G.

P. G. Zverev, T. T. Basiev, and A. M. Prokhorov, Opt. Mater. 11, 335 (1999).
[CrossRef]

Adv. Phys.

R. Loudon, Adv. Phys. 13, 423 (1964).
[CrossRef]

Diam. Relat. Mater.

I. Friel, S. L. Clewes, H. K. Dhillon, N. Perkins, D. J. Twitchen, and G. A. Scarsbrook, Diam. Relat. Mater. 18, 808 (2009).
[CrossRef]

Laser Phys. Lett.

C. Zhang, X. Y. Zhang, Q. P. Wang, S. Z. Fan, X. H. Chen, Z. H. Cong, Z. J. Liu, Z. Zhang, H. J. Zhang, and F. F. Su, Laser Phys. Lett. 6, 505 (2009).
[CrossRef]

A. A. Kaminskii, R. J. Hemley, J. Lai, C. S. Yan, H. K. Mao, V. G. Ralchenko, H. J. Eichler, and H. Rhee, Laser Phys. Lett. 4, 350 (2007).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Opt. Mater.

P. G. Zverev, T. T. Basiev, and A. M. Prokhorov, Opt. Mater. 11, 335 (1999).
[CrossRef]

Phys. Rev. B

S. A. Solin and A. K. Ramdas, Phys. Rev. B 1, 1687 (1970).
[CrossRef]

Proc. Indian Acad. Sci. A

N. S. Nagendra Nath, Proc. Indian Acad. Sci. A 1, 333(1934).

Prog. Quantum Electron.

A. Penzkofer, A. Laubereau, and W. Kaiser, Prog. Quantum Electron. 6, 55 (1979).
[CrossRef]

Other

A. A. Demidovich, A. S. Grabtchikov, V. A. Orlovich, M. B. Danailov, and W. Kiefer, in Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (European Physical Society, 2005), p. 251.
[CrossRef]

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

First Stokes threshold and polarization angle for varying pump polarization angle. The shaded regions represent areas where two orthogonal polarizations are above threshold for 1.4 W of pump.

Fig. 2
Fig. 2

Diamond crystal lattice as viewed along the direction of laser propagation. Dashed lines represent bonds not contained within a plane parallel to the page.

Fig. 3
Fig. 3

Stokes powers and residual pump power for increasing pump input. Filled markers are for pump polarization aligned with [ 11 1 ¯ ] . Hollow markers are for pump aligned with [ 100 ] .

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

I S | e S T R 1 e p | 2 + | e S T R 2 e p | 2 + | e S T R 3 e p | 2 .

Metrics