Abstract

We demonstrate high-efficiency frequency doubling of the combined output of two 1560 nm 30 W fiber amplifiers via single pass through periodically poled lithium niobate (PPLN) crystals. The temporal profile of the 780 nm output is controlled by adjusting the relative phase between the seeds of the amplifiers. We obtain a peak power of 34 W of 780 nm light by passing the combined output through one PPLN crystal, and a peak power of 43 W by passing through two cascading PPLN crystals. This source provides high optical power, excellent beam quality and spectral purity, and agile frequency and amplitude control in a simple and compact setup, which is ideal for applications such as atom optics using Rb atoms.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. B. V. Zhdanov, J. Sell, and R. J. Knize, Electron. Lett. 44, 582 (2008).
    [CrossRef]
  2. B. V. Zhdanov, A. Stooke, G. Boyadjian, A. Voci, and R. J. Knize, Opt. Lett. 33, 414 (2008).
    [CrossRef]
  3. J. Zweiback and W. F. Krupke, Opt. Express 18, 1444 (2010).
    [CrossRef]
  4. G. K. Samanta, S. C. Kumar, K. Devi, and M. Ebrahim-Zadeh, Opt. Lett. 35, 3513 (2010).
    [CrossRef]
  5. S. Chaitanya Kumar, G. K. Samanta, K. Devi, and M. Ebrahim-Zaheh, Opt. Express 19, 11152 (2011).
    [CrossRef]
  6. K. R. Parameswaran, J. R. Kurz, R. V. Roussev, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 27, 43 (2002).
    [CrossRef]
  7. L. R. Taylor, Y. Feng, and D. B. Calia, Opt. Express 18, 8540 (2010).
    [CrossRef]
  8. R. J. Thompson, M. Tu, D. C. Aveline, N. Lundblad, and L. Maleki, Opt. Express 11, 1709 (2003).
    [CrossRef]
  9. F. Lienhart, S. Boussen, O. Carraz, N. Zahzam, Y. Bidel, and A. Bresson, Appl. Phys. B 89, 177 (2007).
    [CrossRef]
  10. V. Ménoret, R. Geiger, G. Stern, N. Zahzam, B. Battelier, A. Bresson, A. Landragin, and P. Bouyer, Opt. Lett. 36, 4128 (2011).
    [CrossRef]
  11. S. S. Sané, S. Bennetts, J. E. Debs, C. C. N. Kuhn, G. D. McDonald, P. A. Altin, J. D. Close, and N. P. Robins, Opt. Express 20, 8915 (2012).
    [CrossRef]
  12. S.-W. Chiow, T. Kovachy, H.-C. Chien, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 107, 130403 (2011).
    [CrossRef]
  13. J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
    [CrossRef]
  14. S.-W. Chiow, S. Herrmann, S. Chu, and H. Müller, Phys. Rev. Lett. 103, 050402 (2009).
    [CrossRef]

2012 (1)

2011 (4)

S. Chaitanya Kumar, G. K. Samanta, K. Devi, and M. Ebrahim-Zaheh, Opt. Express 19, 11152 (2011).
[CrossRef]

V. Ménoret, R. Geiger, G. Stern, N. Zahzam, B. Battelier, A. Bresson, A. Landragin, and P. Bouyer, Opt. Lett. 36, 4128 (2011).
[CrossRef]

S.-W. Chiow, T. Kovachy, H.-C. Chien, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 107, 130403 (2011).
[CrossRef]

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

2010 (3)

2009 (1)

S.-W. Chiow, S. Herrmann, S. Chu, and H. Müller, Phys. Rev. Lett. 103, 050402 (2009).
[CrossRef]

2008 (2)

2007 (1)

F. Lienhart, S. Boussen, O. Carraz, N. Zahzam, Y. Bidel, and A. Bresson, Appl. Phys. B 89, 177 (2007).
[CrossRef]

2003 (1)

2002 (1)

Altin, P. A.

Aveline, D. C.

Battelier, B.

Bennetts, S.

Bidel, Y.

F. Lienhart, S. Boussen, O. Carraz, N. Zahzam, Y. Bidel, and A. Bresson, Appl. Phys. B 89, 177 (2007).
[CrossRef]

Boussen, S.

F. Lienhart, S. Boussen, O. Carraz, N. Zahzam, Y. Bidel, and A. Bresson, Appl. Phys. B 89, 177 (2007).
[CrossRef]

Bouyer, P.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

V. Ménoret, R. Geiger, G. Stern, N. Zahzam, B. Battelier, A. Bresson, A. Landragin, and P. Bouyer, Opt. Lett. 36, 4128 (2011).
[CrossRef]

Boyadjian, G.

Bresson, A.

V. Ménoret, R. Geiger, G. Stern, N. Zahzam, B. Battelier, A. Bresson, A. Landragin, and P. Bouyer, Opt. Lett. 36, 4128 (2011).
[CrossRef]

F. Lienhart, S. Boussen, O. Carraz, N. Zahzam, Y. Bidel, and A. Bresson, Appl. Phys. B 89, 177 (2007).
[CrossRef]

Calia, D. B.

Carraz, O.

F. Lienhart, S. Boussen, O. Carraz, N. Zahzam, Y. Bidel, and A. Bresson, Appl. Phys. B 89, 177 (2007).
[CrossRef]

Chien, H.-C.

S.-W. Chiow, T. Kovachy, H.-C. Chien, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 107, 130403 (2011).
[CrossRef]

Chiow, S.-W.

S.-W. Chiow, T. Kovachy, H.-C. Chien, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 107, 130403 (2011).
[CrossRef]

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

S.-W. Chiow, S. Herrmann, S. Chu, and H. Müller, Phys. Rev. Lett. 103, 050402 (2009).
[CrossRef]

Chu, S.

S.-W. Chiow, S. Herrmann, S. Chu, and H. Müller, Phys. Rev. Lett. 103, 050402 (2009).
[CrossRef]

Close, J. D.

Debs, J. E.

Devi, K.

Dickerson, S.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Ebrahim-Zadeh, M.

Ebrahim-Zaheh, M.

Feinberg, L.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Fejer, M. M.

Feng, Y.

Geiger, R.

Graham, P. W.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Herrmann, S.

S.-W. Chiow, S. Herrmann, S. Chu, and H. Müller, Phys. Rev. Lett. 103, 050402 (2009).
[CrossRef]

Hogan, J. M.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Johnson, D. M. S.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Kasevich, M. A.

S.-W. Chiow, T. Kovachy, H.-C. Chien, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 107, 130403 (2011).
[CrossRef]

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Keski-Kuha, R.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Knize, R. J.

Kovachy, T.

S.-W. Chiow, T. Kovachy, H.-C. Chien, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 107, 130403 (2011).
[CrossRef]

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Krupke, W. F.

Kuhn, C. C. N.

Kumar, S. C.

Kumar, S. Chaitanya

Kurz, J. R.

Landragin, A.

Lienhart, F.

F. Lienhart, S. Boussen, O. Carraz, N. Zahzam, Y. Bidel, and A. Bresson, Appl. Phys. B 89, 177 (2007).
[CrossRef]

Lundblad, N.

Maleki, L.

McDonald, G. D.

Ménoret, V.

Müller, H.

S.-W. Chiow, S. Herrmann, S. Chu, and H. Müller, Phys. Rev. Lett. 103, 050402 (2009).
[CrossRef]

Parameswaran, K. R.

Rajendran, S.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Robins, N. P.

Roussev, R. V.

Saif, B.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Samanta, G. K.

Sané, S. S.

Seery, B. D.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Sell, J.

B. V. Zhdanov, J. Sell, and R. J. Knize, Electron. Lett. 44, 582 (2008).
[CrossRef]

Stern, G.

Stooke, A.

Sugarbaker, A.

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Taylor, L. R.

Thompson, R. J.

Tu, M.

Voci, A.

Zahzam, N.

V. Ménoret, R. Geiger, G. Stern, N. Zahzam, B. Battelier, A. Bresson, A. Landragin, and P. Bouyer, Opt. Lett. 36, 4128 (2011).
[CrossRef]

F. Lienhart, S. Boussen, O. Carraz, N. Zahzam, Y. Bidel, and A. Bresson, Appl. Phys. B 89, 177 (2007).
[CrossRef]

Zhdanov, B. V.

Zweiback, J.

Appl. Phys. B (1)

F. Lienhart, S. Boussen, O. Carraz, N. Zahzam, Y. Bidel, and A. Bresson, Appl. Phys. B 89, 177 (2007).
[CrossRef]

Electron. Lett. (1)

B. V. Zhdanov, J. Sell, and R. J. Knize, Electron. Lett. 44, 582 (2008).
[CrossRef]

Gen. Relativ. Gravit. (1)

J. M. Hogan, D. M. S. Johnson, S. Dickerson, T. Kovachy, A. Sugarbaker, S.-W. Chiow, P. W. Graham, M. A. Kasevich, B. Saif, S. Rajendran, P. Bouyer, B. D. Seery, L. Feinberg, and R. Keski-Kuha, Gen. Relativ. Gravit. 43, 1953 (2011).
[CrossRef]

Opt. Express (5)

Opt. Lett. (4)

Phys. Rev. Lett. (2)

S.-W. Chiow, T. Kovachy, H.-C. Chien, and M. A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 107, 130403 (2011).
[CrossRef]

S.-W. Chiow, S. Herrmann, S. Chu, and H. Müller, Phys. Rev. Lett. 103, 050402 (2009).
[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.

Schematic of the setup. FA: fiber amplifier, HWP: half-wave plate, M: mirror on a PZT stack, PPLN: PPLN crystal, BS: beam splitter, SPDM: short pass dichroic mirror, LPDM: long pass dichroic mirror, BD: beam dump, GP: glass plate, RIO: the RIO laser, PM: phase modulator, PD: photo diode, CM: dual wavelength concave mirror, FM: dual wavelength flat mirror.

Fig. 2.
Fig. 2.

Experimental result. Panel a: Scope trace of PD2 (blue) and PD3 (red). Panel b: Parametric plot of 780 nm power versus 1560 nm power using one or two crystals. The black curves show the measured power and the red curves are the fits. Note that the fitted coefficient inside the tanh2 increases by a factor of 2 when using two crystals, which is consistent with the doubling of the interaction length.

Fig. 3.
Fig. 3.

Beam quality measurement. Panel a: Beam profile and shear interference. Panel b: Beam width versus position.

Equations (1)

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

η=P2ω/Pω=tanh2(lη0Pω),

Metrics