Abstract

We report near-infrared (IR) to mid-IR (up to 3.4 μm wavelength) multimode waveguiding in deep buried channel waveguides fabricated inside rare-earth ion-doped ceramic YAG for the first time to our knowledge. Waveguide laser operation at around 2 μm wavelength with multi- or single-transverse modes is also preliminarily demonstrated from these waveguides.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Ródenas, A. Benayas, J. R. Macdonald, J. Zhang, D. Y. Tang, D. Jaque, and A. K. Kar, Opt. Lett. 36, 3395 (2011).
    [CrossRef]
  2. T. Calmano, A. G. Paschke, J. Siebenmorgen, S. T. Fredrich-Thornton, H. Yagi, K. Petermann, and G. Huber, Appl. Phys. B 103, 1 (2011).
    [CrossRef]
  3. A. Ródenas, G. A. Torchia, G. Lifante, E. Cantelar, J. Lamela, F. Jaque, L. Roso, and D. Jaque, Appl. Phys. B 95, 85 (2009).
    [CrossRef]
  4. J. Lu, M. Prabhu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. Kudryashov, and A. A. Kaminskii, Laser Physics 11, 1053 (2001).
  5. A. Ikesue, Y. L. Aung, T. Taira, T. Kamimura, K. Yoshida, and G. L. Messing, Annu. Rev. Mater. Res. 36, 397 (2006).
    [CrossRef]
  6. A. A. Kaminskii, Laser Photonics Rev. 1, 93 (2007).
    [CrossRef]
  7. R. W. Waynant, I. K. Ilev, and I. Gannot, Phil. Trans. R. Soc. A 359, 635 (2001).
    [CrossRef]
  8. A. B. Seddon, Z. Tang, D. Furniss, S. Sujecki, and T. M. Benson, Opt. Express 18, 26704 (2010).
    [CrossRef]
  9. F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Topics Appl. Phys. 89, 445 (2003).
    [CrossRef]
  10. R. Muda, E. Lewis, S. O’Keeffe, G. Dooly, and J. Clifford, J. Phys. Conf. Ser. 178, 012008 (2009).
    [CrossRef]
  11. W. L. Gao, J. Ma, G. Q. Xie, J. Zhang, D. W. Luo, H. Yang, D. Y. Tang, J. Ma, P. Yuan, and L. J. Qian, Opt. Lett. 37, 1076 (2012).
    [CrossRef]
  12. C. Li, J. Song, D. Y. Shen, N. S. Kim, K. Ueda, Y. J. Huo, S. F. He, and Y. H. Cao, Opt. Express 4, 12 (1999).
    [CrossRef]
  13. J. I. Mackenzie, S. C. Mitchell, R. J. Beach, H. E. Meissner, and D. P. Shepherd, Electron. Lett. 37, 898 (2001).
    [CrossRef]
  14. A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
    [CrossRef]
  15. A. Okhrimchuk, V. Mezentsev, V. Dvoyrin, A. Kurkov, E. Sholokhov, S. Turitsyn, A. Shestakov, and I. Bennion, Opt. Lett. 34, 3881 (2009).
    [CrossRef]
  16. A. Okhrimchuk, A. V. Shestakov, I. Khrushchev, and J. Mitchell, Opt. Lett. 30, 2248 (2005).
    [CrossRef]
  17. A. Benayas, W. F. Silva, C. Jacinto, E. Cantelar, J. Lamela, F. Jaque, J. R. Vázquez de Aldana, G. A. Torchia, L. Roso, A. A. Kaminskii, and D. Jaque, Opt. Lett. 35, 330 (2010).
    [CrossRef]
  18. D. G. Lancaster, S. Gross, H. Ebendorff-Heidepriem, K. Kuan, T. M. Monro, M. Ams, A. Fuerbach, and M. J. Withford, Opt. Lett. 36, 1587 (2011).
    [CrossRef]
  19. A. Okhrimchuk, V. Mezentsev, A. Shestakov, and I. Bennion, Opt. Express 20, 3832 (2012).
    [CrossRef]
  20. G. Brown, R. R. Thomson, A. K. Kar, N. D. Psaila, and H. T. Bookey, Opt. Lett. 37, 491 (2012).
    [CrossRef]
  21. P. D. Townsend, P. J. Chandler, and L. Zhang, Optical Effects of Ion Implantation (Cambridge University, 1994).

2012 (3)

2011 (3)

2010 (2)

2009 (3)

A. Ródenas, G. A. Torchia, G. Lifante, E. Cantelar, J. Lamela, F. Jaque, L. Roso, and D. Jaque, Appl. Phys. B 95, 85 (2009).
[CrossRef]

R. Muda, E. Lewis, S. O’Keeffe, G. Dooly, and J. Clifford, J. Phys. Conf. Ser. 178, 012008 (2009).
[CrossRef]

A. Okhrimchuk, V. Mezentsev, V. Dvoyrin, A. Kurkov, E. Sholokhov, S. Turitsyn, A. Shestakov, and I. Bennion, Opt. Lett. 34, 3881 (2009).
[CrossRef]

2007 (1)

A. A. Kaminskii, Laser Photonics Rev. 1, 93 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

A. Ikesue, Y. L. Aung, T. Taira, T. Kamimura, K. Yoshida, and G. L. Messing, Annu. Rev. Mater. Res. 36, 397 (2006).
[CrossRef]

2005 (1)

2003 (1)

F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Topics Appl. Phys. 89, 445 (2003).
[CrossRef]

2001 (3)

R. W. Waynant, I. K. Ilev, and I. Gannot, Phil. Trans. R. Soc. A 359, 635 (2001).
[CrossRef]

J. Lu, M. Prabhu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. Kudryashov, and A. A. Kaminskii, Laser Physics 11, 1053 (2001).

J. I. Mackenzie, S. C. Mitchell, R. J. Beach, H. E. Meissner, and D. P. Shepherd, Electron. Lett. 37, 898 (2001).
[CrossRef]

1999 (1)

1997 (1)

A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
[CrossRef]

Ams, M.

Aung, Y. L.

A. Ikesue, Y. L. Aung, T. Taira, T. Kamimura, K. Yoshida, and G. L. Messing, Annu. Rev. Mater. Res. 36, 397 (2006).
[CrossRef]

Beach, R. J.

J. I. Mackenzie, S. C. Mitchell, R. J. Beach, H. E. Meissner, and D. P. Shepherd, Electron. Lett. 37, 898 (2001).
[CrossRef]

Benayas, A.

Bennion, I.

Benson, T. M.

Bookey, H. T.

Bore1, C.

A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
[CrossRef]

Brown, G.

Calmano, T.

T. Calmano, A. G. Paschke, J. Siebenmorgen, S. T. Fredrich-Thornton, H. Yagi, K. Petermann, and G. Huber, Appl. Phys. B 103, 1 (2011).
[CrossRef]

Cantelar, E.

Cao, Y. H.

Chambaz, B.

A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
[CrossRef]

Chandler, P. J.

P. D. Townsend, P. J. Chandler, and L. Zhang, Optical Effects of Ion Implantation (Cambridge University, 1994).

Clifford, J.

R. Muda, E. Lewis, S. O’Keeffe, G. Dooly, and J. Clifford, J. Phys. Conf. Ser. 178, 012008 (2009).
[CrossRef]

Dooly, G.

R. Muda, E. Lewis, S. O’Keeffe, G. Dooly, and J. Clifford, J. Phys. Conf. Ser. 178, 012008 (2009).
[CrossRef]

Dvoyrin, V.

Ebendorff-Heidepriem, H.

Ferrand, B.

A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
[CrossRef]

Fredrich-Thornton, S. T.

T. Calmano, A. G. Paschke, J. Siebenmorgen, S. T. Fredrich-Thornton, H. Yagi, K. Petermann, and G. Huber, Appl. Phys. B 103, 1 (2011).
[CrossRef]

Fried, A.

F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Topics Appl. Phys. 89, 445 (2003).
[CrossRef]

Fuerbach, A.

Furniss, D.

Gannot, I.

R. W. Waynant, I. K. Ilev, and I. Gannot, Phil. Trans. R. Soc. A 359, 635 (2001).
[CrossRef]

Gao, W. L.

Gross, S.

Hanna, D. C.

A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
[CrossRef]

He, S. F.

Huber, G.

T. Calmano, A. G. Paschke, J. Siebenmorgen, S. T. Fredrich-Thornton, H. Yagi, K. Petermann, and G. Huber, Appl. Phys. B 103, 1 (2011).
[CrossRef]

Huo, Y. J.

Ikesue, A.

A. Ikesue, Y. L. Aung, T. Taira, T. Kamimura, K. Yoshida, and G. L. Messing, Annu. Rev. Mater. Res. 36, 397 (2006).
[CrossRef]

Ilev, I. K.

R. W. Waynant, I. K. Ilev, and I. Gannot, Phil. Trans. R. Soc. A 359, 635 (2001).
[CrossRef]

Jacinto, C.

Jaque, D.

Jaque, F.

Kamimura, T.

A. Ikesue, Y. L. Aung, T. Taira, T. Kamimura, K. Yoshida, and G. L. Messing, Annu. Rev. Mater. Res. 36, 397 (2006).
[CrossRef]

Kaminskii, A. A.

A. Benayas, W. F. Silva, C. Jacinto, E. Cantelar, J. Lamela, F. Jaque, J. R. Vázquez de Aldana, G. A. Torchia, L. Roso, A. A. Kaminskii, and D. Jaque, Opt. Lett. 35, 330 (2010).
[CrossRef]

A. A. Kaminskii, Laser Photonics Rev. 1, 93 (2007).
[CrossRef]

J. Lu, M. Prabhu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. Kudryashov, and A. A. Kaminskii, Laser Physics 11, 1053 (2001).

Kar, A. K.

Khrushchev, I.

Kim, N. S.

Kuan, K.

Kudryashov, A.

J. Lu, M. Prabhu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. Kudryashov, and A. A. Kaminskii, Laser Physics 11, 1053 (2001).

Kurkov, A.

Lamela, J.

Lancaster, D. G.

Lewis, E.

R. Muda, E. Lewis, S. O’Keeffe, G. Dooly, and J. Clifford, J. Phys. Conf. Ser. 178, 012008 (2009).
[CrossRef]

Li, C.

Lifante, G.

A. Ródenas, G. A. Torchia, G. Lifante, E. Cantelar, J. Lamela, F. Jaque, L. Roso, and D. Jaque, Appl. Phys. B 95, 85 (2009).
[CrossRef]

Lu, J.

J. Lu, M. Prabhu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. Kudryashov, and A. A. Kaminskii, Laser Physics 11, 1053 (2001).

Luo, D. W.

Ma, J.

Macdonald, J. R.

Mackenzie, J. I.

J. I. Mackenzie, S. C. Mitchell, R. J. Beach, H. E. Meissner, and D. P. Shepherd, Electron. Lett. 37, 898 (2001).
[CrossRef]

Meissner, H. E.

J. I. Mackenzie, S. C. Mitchell, R. J. Beach, H. E. Meissner, and D. P. Shepherd, Electron. Lett. 37, 898 (2001).
[CrossRef]

Messing, G. L.

A. Ikesue, Y. L. Aung, T. Taira, T. Kamimura, K. Yoshida, and G. L. Messing, Annu. Rev. Mater. Res. 36, 397 (2006).
[CrossRef]

Mezentsev, V.

Mitchell, J.

Mitchell, S. C.

J. I. Mackenzie, S. C. Mitchell, R. J. Beach, H. E. Meissner, and D. P. Shepherd, Electron. Lett. 37, 898 (2001).
[CrossRef]

Monro, T. M.

Muda, R.

R. Muda, E. Lewis, S. O’Keeffe, G. Dooly, and J. Clifford, J. Phys. Conf. Ser. 178, 012008 (2009).
[CrossRef]

O’Keeffe, S.

R. Muda, E. Lewis, S. O’Keeffe, G. Dooly, and J. Clifford, J. Phys. Conf. Ser. 178, 012008 (2009).
[CrossRef]

Okhrimchuk, A.

Paschke, A. G.

T. Calmano, A. G. Paschke, J. Siebenmorgen, S. T. Fredrich-Thornton, H. Yagi, K. Petermann, and G. Huber, Appl. Phys. B 103, 1 (2011).
[CrossRef]

Petermann, K.

T. Calmano, A. G. Paschke, J. Siebenmorgen, S. T. Fredrich-Thornton, H. Yagi, K. Petermann, and G. Huber, Appl. Phys. B 103, 1 (2011).
[CrossRef]

Prabhu, M.

J. Lu, M. Prabhu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. Kudryashov, and A. A. Kaminskii, Laser Physics 11, 1053 (2001).

Psaila, N. D.

Qian, L. J.

Rameix, A.

A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
[CrossRef]

Richter, D.

F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Topics Appl. Phys. 89, 445 (2003).
[CrossRef]

Ródenas, A.

A. Ródenas, A. Benayas, J. R. Macdonald, J. Zhang, D. Y. Tang, D. Jaque, and A. K. Kar, Opt. Lett. 36, 3395 (2011).
[CrossRef]

A. Ródenas, G. A. Torchia, G. Lifante, E. Cantelar, J. Lamela, F. Jaque, L. Roso, and D. Jaque, Appl. Phys. B 95, 85 (2009).
[CrossRef]

Roso, L.

Seddon, A. B.

Shen, D. Y.

Shepherd, D. P.

J. I. Mackenzie, S. C. Mitchell, R. J. Beach, H. E. Meissner, and D. P. Shepherd, Electron. Lett. 37, 898 (2001).
[CrossRef]

A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
[CrossRef]

Shestakov, A.

Shestakov, A. V.

Sholokhov, E.

Siebenmorgen, J.

T. Calmano, A. G. Paschke, J. Siebenmorgen, S. T. Fredrich-Thornton, H. Yagi, K. Petermann, and G. Huber, Appl. Phys. B 103, 1 (2011).
[CrossRef]

Silva, W. F.

Song, J.

Sujecki, S.

Taira, T.

A. Ikesue, Y. L. Aung, T. Taira, T. Kamimura, K. Yoshida, and G. L. Messing, Annu. Rev. Mater. Res. 36, 397 (2006).
[CrossRef]

Tang, D. Y.

Tang, Z.

Thomson, R. R.

Tittel, F. K.

F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Topics Appl. Phys. 89, 445 (2003).
[CrossRef]

Torchia, G. A.

Townsend, P. D.

P. D. Townsend, P. J. Chandler, and L. Zhang, Optical Effects of Ion Implantation (Cambridge University, 1994).

Tropper, A. C.

A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
[CrossRef]

Turitsyn, S.

Ueda, K.

J. Lu, M. Prabhu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. Kudryashov, and A. A. Kaminskii, Laser Physics 11, 1053 (2001).

C. Li, J. Song, D. Y. Shen, N. S. Kim, K. Ueda, Y. J. Huo, S. F. He, and Y. H. Cao, Opt. Express 4, 12 (1999).
[CrossRef]

Vázquez de Aldana, J. R.

Warburton, T. J.

A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
[CrossRef]

Waynant, R. W.

R. W. Waynant, I. K. Ilev, and I. Gannot, Phil. Trans. R. Soc. A 359, 635 (2001).
[CrossRef]

Withford, M. J.

Xie, G. Q.

Yagi, H.

T. Calmano, A. G. Paschke, J. Siebenmorgen, S. T. Fredrich-Thornton, H. Yagi, K. Petermann, and G. Huber, Appl. Phys. B 103, 1 (2011).
[CrossRef]

J. Lu, M. Prabhu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. Kudryashov, and A. A. Kaminskii, Laser Physics 11, 1053 (2001).

Yanagitani, T.

J. Lu, M. Prabhu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. Kudryashov, and A. A. Kaminskii, Laser Physics 11, 1053 (2001).

Yang, H.

Yoshida, K.

A. Ikesue, Y. L. Aung, T. Taira, T. Kamimura, K. Yoshida, and G. L. Messing, Annu. Rev. Mater. Res. 36, 397 (2006).
[CrossRef]

Yuan, P.

Zhang, J.

Zhang, L.

P. D. Townsend, P. J. Chandler, and L. Zhang, Optical Effects of Ion Implantation (Cambridge University, 1994).

Annu. Rev. Mater. Res. (1)

A. Ikesue, Y. L. Aung, T. Taira, T. Kamimura, K. Yoshida, and G. L. Messing, Annu. Rev. Mater. Res. 36, 397 (2006).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (2)

T. Calmano, A. G. Paschke, J. Siebenmorgen, S. T. Fredrich-Thornton, H. Yagi, K. Petermann, and G. Huber, Appl. Phys. B 103, 1 (2011).
[CrossRef]

A. Ródenas, G. A. Torchia, G. Lifante, E. Cantelar, J. Lamela, F. Jaque, L. Roso, and D. Jaque, Appl. Phys. B 95, 85 (2009).
[CrossRef]

Electron. Lett. (1)

J. I. Mackenzie, S. C. Mitchell, R. J. Beach, H. E. Meissner, and D. P. Shepherd, Electron. Lett. 37, 898 (2001).
[CrossRef]

J. Phys. Conf. Ser. (1)

R. Muda, E. Lewis, S. O’Keeffe, G. Dooly, and J. Clifford, J. Phys. Conf. Ser. 178, 012008 (2009).
[CrossRef]

Laser Photonics Rev. (1)

A. A. Kaminskii, Laser Photonics Rev. 1, 93 (2007).
[CrossRef]

Laser Physics (1)

J. Lu, M. Prabhu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, A. Kudryashov, and A. A. Kaminskii, Laser Physics 11, 1053 (2001).

Opt. Commun. (1)

A. Rameix, C. Bore1, B. Chambaz, B. Ferrand, D. P. Shepherd, T. J. Warburton, D. C. Hanna, and A. C. Tropper, Opt. Commun. 142, 239 (1997).
[CrossRef]

Opt. Express (3)

Opt. Lett. (7)

Phil. Trans. R. Soc. A (1)

R. W. Waynant, I. K. Ilev, and I. Gannot, Phil. Trans. R. Soc. A 359, 635 (2001).
[CrossRef]

Topics Appl. Phys. (1)

F. K. Tittel, D. Richter, and A. Fried, Topics Appl. Phys. 89, 445 (2003).
[CrossRef]

Other (1)

P. D. Townsend, P. J. Chandler, and L. Zhang, Optical Effects of Ion Implantation (Cambridge University, 1994).

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.

(a) Microscope visible light transmission of 100 μm diameter cladding waveguide; (b) Tubular Cladding Index Morphology distribution analyzed by μ-Raman mapping. Near-field images of propagation modes from (c) near-IR (1.95 μm) to (d) mid-IR (3.39 μm).

Fig. 2.
Fig. 2.

Output laser power as a function of input pump power obtained from the MM cladding waveguide measured with different output couplers. The inset shows the laser emission spectrum at 1985 nm for the 20% output coupler.

Fig. 3.
Fig. 3.

The end micrograph view of 36 μm cladding structures with 28 (a) and 16 (b) written tracks. Near-field images of SM output lasers from cladding waveguides with 28 (c) and 16 (d) inscription tracks.

Fig. 4.
Fig. 4.

Output laser power versus input power measured from SM cladding waveguides.

Metrics