Abstract

Pulses from a cw mode-locked Nd:YAG laser, spectrally broadened and chirped by self-phase modulation in a single-mode optical fiber, have been compressed in a multiple-stage amplifier system to a pulse width of 12 psec without a grating-pair delay line. Single pulses are amplified in pulsed Nd:YAG stages to energies greater than 10 mJ and are synchronous with the cw mode-locked laser source. We find the amplified pulses to be stable, free of satellite pulses, and close to the transform limit.

© 1986 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. F. Voss, L. S. Goldberg, J. Opt. Soc. Am. A 2(13) P108 (1985).
    [CrossRef]
  2. T. Sizer, J. D. Kafka, A. Krisilof, G. Mourou, Opt. Commun. 39, 259 (1981); T. Sizer, J. D. Kafka, I. N. Duling, C. W. Gabel, G. A. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 506 (1983).
    [CrossRef]
  3. H. Nakatsuka, D. Grischkowsky, A. C. Balant, Phys. Rev. Lett. 47, 910 (1981); D. Grischkowsky, A. C. Balant, Appl. Phys. Lett. 41, 1 (1982).
    [CrossRef]
  4. W. H. Knox, R. L. Fork, M. C. Downer, R. H. Stolen, C. V. Shank, J. A. Valdmanis, Appl. Phys. Lett. 46, 1120 (1985).
    [CrossRef]
  5. B. Kolner, J. D. Kafka, D. M. Bloom, T. M. Baer, in Picosecond Phenomena IV, D. H. Auston, K. B. Eisenthal, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1984); J. D. Kafka, B. H. Kolner, T. Baer, D. M. Bloom, Opt. Lett. 9, 505 (1984).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. A. M. Johnson, R. H. Stolen, W. M. Simpson, Appl. Phys. Lett. 44, 729 (1984); A. M. Johnson, W. M. Simpson, J. Opt. Soc. Am. B 2, 619 (1985).
    [CrossRef]
  7. J. P. Heritage, R. N. Thurston, W. J. Tomlinson, A. M. Weiner, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 47, 87 (1985).
    [CrossRef]
  8. A. S. L. Gomes, W. Sibbett, J. R. Taylor, Opt. Lett. 10, 338 (1985); A. S. L. Gomes, U. Osterberg, W. Sibbett, J. R. Taylor, Opt. Commun. 54, 377 (1985).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. J. D. Kafka, T. Baer, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 533, 38 (1985).
  10. R. A. Fisher, W. K. Bischel, Appl. Phys. Lett. 24, 468 (1974); IEEE J. Quantum Electron. QE-11, 46 (1975); J. Appl. Phys. 46, 4921 (1975).
    [CrossRef]
  11. T. Damm, M. Kaschke, F. Noack, B. Wilhelmi, Opt. Lett. 10, 176 (1985).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. D. Strickland, G. Mourou, J. Opt. Soc. Am. A 2(13), P109 (1985).
  13. A. J. Duerinckx, H. A. Vanherzeele, J.-L. van Eck, A. E. Siegman, IEEE J. Quantum Electron. QE-14, 983 (1978).
    [CrossRef]
  14. D. von der Linde, A. Malvezzi, Appl. Phys. B 37, 1 (1985).
    [CrossRef]

1985

D. F. Voss, L. S. Goldberg, J. Opt. Soc. Am. A 2(13) P108 (1985).
[CrossRef]

W. H. Knox, R. L. Fork, M. C. Downer, R. H. Stolen, C. V. Shank, J. A. Valdmanis, Appl. Phys. Lett. 46, 1120 (1985).
[CrossRef]

J. P. Heritage, R. N. Thurston, W. J. Tomlinson, A. M. Weiner, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 47, 87 (1985).
[CrossRef]

A. S. L. Gomes, W. Sibbett, J. R. Taylor, Opt. Lett. 10, 338 (1985); A. S. L. Gomes, U. Osterberg, W. Sibbett, J. R. Taylor, Opt. Commun. 54, 377 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

J. D. Kafka, T. Baer, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 533, 38 (1985).

T. Damm, M. Kaschke, F. Noack, B. Wilhelmi, Opt. Lett. 10, 176 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

D. Strickland, G. Mourou, J. Opt. Soc. Am. A 2(13), P109 (1985).

D. von der Linde, A. Malvezzi, Appl. Phys. B 37, 1 (1985).
[CrossRef]

1984

A. M. Johnson, R. H. Stolen, W. M. Simpson, Appl. Phys. Lett. 44, 729 (1984); A. M. Johnson, W. M. Simpson, J. Opt. Soc. Am. B 2, 619 (1985).
[CrossRef]

1981

T. Sizer, J. D. Kafka, A. Krisilof, G. Mourou, Opt. Commun. 39, 259 (1981); T. Sizer, J. D. Kafka, I. N. Duling, C. W. Gabel, G. A. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 506 (1983).
[CrossRef]

H. Nakatsuka, D. Grischkowsky, A. C. Balant, Phys. Rev. Lett. 47, 910 (1981); D. Grischkowsky, A. C. Balant, Appl. Phys. Lett. 41, 1 (1982).
[CrossRef]

1978

A. J. Duerinckx, H. A. Vanherzeele, J.-L. van Eck, A. E. Siegman, IEEE J. Quantum Electron. QE-14, 983 (1978).
[CrossRef]

1974

R. A. Fisher, W. K. Bischel, Appl. Phys. Lett. 24, 468 (1974); IEEE J. Quantum Electron. QE-11, 46 (1975); J. Appl. Phys. 46, 4921 (1975).
[CrossRef]

Baer, T.

J. D. Kafka, T. Baer, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 533, 38 (1985).

Baer, T. M.

B. Kolner, J. D. Kafka, D. M. Bloom, T. M. Baer, in Picosecond Phenomena IV, D. H. Auston, K. B. Eisenthal, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1984); J. D. Kafka, B. H. Kolner, T. Baer, D. M. Bloom, Opt. Lett. 9, 505 (1984).
[CrossRef] [PubMed]

Balant, A. C.

H. Nakatsuka, D. Grischkowsky, A. C. Balant, Phys. Rev. Lett. 47, 910 (1981); D. Grischkowsky, A. C. Balant, Appl. Phys. Lett. 41, 1 (1982).
[CrossRef]

Bischel, W. K.

R. A. Fisher, W. K. Bischel, Appl. Phys. Lett. 24, 468 (1974); IEEE J. Quantum Electron. QE-11, 46 (1975); J. Appl. Phys. 46, 4921 (1975).
[CrossRef]

Bloom, D. M.

B. Kolner, J. D. Kafka, D. M. Bloom, T. M. Baer, in Picosecond Phenomena IV, D. H. Auston, K. B. Eisenthal, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1984); J. D. Kafka, B. H. Kolner, T. Baer, D. M. Bloom, Opt. Lett. 9, 505 (1984).
[CrossRef] [PubMed]

Damm, T.

Downer, M. C.

W. H. Knox, R. L. Fork, M. C. Downer, R. H. Stolen, C. V. Shank, J. A. Valdmanis, Appl. Phys. Lett. 46, 1120 (1985).
[CrossRef]

Duerinckx, A. J.

A. J. Duerinckx, H. A. Vanherzeele, J.-L. van Eck, A. E. Siegman, IEEE J. Quantum Electron. QE-14, 983 (1978).
[CrossRef]

Fisher, R. A.

R. A. Fisher, W. K. Bischel, Appl. Phys. Lett. 24, 468 (1974); IEEE J. Quantum Electron. QE-11, 46 (1975); J. Appl. Phys. 46, 4921 (1975).
[CrossRef]

Fork, R. L.

W. H. Knox, R. L. Fork, M. C. Downer, R. H. Stolen, C. V. Shank, J. A. Valdmanis, Appl. Phys. Lett. 46, 1120 (1985).
[CrossRef]

Goldberg, L. S.

D. F. Voss, L. S. Goldberg, J. Opt. Soc. Am. A 2(13) P108 (1985).
[CrossRef]

Gomes, A. S. L.

Grischkowsky, D.

H. Nakatsuka, D. Grischkowsky, A. C. Balant, Phys. Rev. Lett. 47, 910 (1981); D. Grischkowsky, A. C. Balant, Appl. Phys. Lett. 41, 1 (1982).
[CrossRef]

Heritage, J. P.

J. P. Heritage, R. N. Thurston, W. J. Tomlinson, A. M. Weiner, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 47, 87 (1985).
[CrossRef]

Johnson, A. M.

A. M. Johnson, R. H. Stolen, W. M. Simpson, Appl. Phys. Lett. 44, 729 (1984); A. M. Johnson, W. M. Simpson, J. Opt. Soc. Am. B 2, 619 (1985).
[CrossRef]

Kafka, J. D.

J. D. Kafka, T. Baer, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 533, 38 (1985).

T. Sizer, J. D. Kafka, A. Krisilof, G. Mourou, Opt. Commun. 39, 259 (1981); T. Sizer, J. D. Kafka, I. N. Duling, C. W. Gabel, G. A. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 506 (1983).
[CrossRef]

B. Kolner, J. D. Kafka, D. M. Bloom, T. M. Baer, in Picosecond Phenomena IV, D. H. Auston, K. B. Eisenthal, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1984); J. D. Kafka, B. H. Kolner, T. Baer, D. M. Bloom, Opt. Lett. 9, 505 (1984).
[CrossRef] [PubMed]

Kaschke, M.

Knox, W. H.

W. H. Knox, R. L. Fork, M. C. Downer, R. H. Stolen, C. V. Shank, J. A. Valdmanis, Appl. Phys. Lett. 46, 1120 (1985).
[CrossRef]

Kolner, B.

B. Kolner, J. D. Kafka, D. M. Bloom, T. M. Baer, in Picosecond Phenomena IV, D. H. Auston, K. B. Eisenthal, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1984); J. D. Kafka, B. H. Kolner, T. Baer, D. M. Bloom, Opt. Lett. 9, 505 (1984).
[CrossRef] [PubMed]

Krisilof, A.

T. Sizer, J. D. Kafka, A. Krisilof, G. Mourou, Opt. Commun. 39, 259 (1981); T. Sizer, J. D. Kafka, I. N. Duling, C. W. Gabel, G. A. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 506 (1983).
[CrossRef]

Malvezzi, A.

D. von der Linde, A. Malvezzi, Appl. Phys. B 37, 1 (1985).
[CrossRef]

Mourou, G.

D. Strickland, G. Mourou, J. Opt. Soc. Am. A 2(13), P109 (1985).

T. Sizer, J. D. Kafka, A. Krisilof, G. Mourou, Opt. Commun. 39, 259 (1981); T. Sizer, J. D. Kafka, I. N. Duling, C. W. Gabel, G. A. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 506 (1983).
[CrossRef]

Nakatsuka, H.

H. Nakatsuka, D. Grischkowsky, A. C. Balant, Phys. Rev. Lett. 47, 910 (1981); D. Grischkowsky, A. C. Balant, Appl. Phys. Lett. 41, 1 (1982).
[CrossRef]

Noack, F.

Shank, C. V.

W. H. Knox, R. L. Fork, M. C. Downer, R. H. Stolen, C. V. Shank, J. A. Valdmanis, Appl. Phys. Lett. 46, 1120 (1985).
[CrossRef]

Sibbett, W.

Siegman, A. E.

A. J. Duerinckx, H. A. Vanherzeele, J.-L. van Eck, A. E. Siegman, IEEE J. Quantum Electron. QE-14, 983 (1978).
[CrossRef]

Simpson, W. M.

A. M. Johnson, R. H. Stolen, W. M. Simpson, Appl. Phys. Lett. 44, 729 (1984); A. M. Johnson, W. M. Simpson, J. Opt. Soc. Am. B 2, 619 (1985).
[CrossRef]

Sizer, T.

T. Sizer, J. D. Kafka, A. Krisilof, G. Mourou, Opt. Commun. 39, 259 (1981); T. Sizer, J. D. Kafka, I. N. Duling, C. W. Gabel, G. A. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 506 (1983).
[CrossRef]

Stolen, R. H.

W. H. Knox, R. L. Fork, M. C. Downer, R. H. Stolen, C. V. Shank, J. A. Valdmanis, Appl. Phys. Lett. 46, 1120 (1985).
[CrossRef]

J. P. Heritage, R. N. Thurston, W. J. Tomlinson, A. M. Weiner, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 47, 87 (1985).
[CrossRef]

A. M. Johnson, R. H. Stolen, W. M. Simpson, Appl. Phys. Lett. 44, 729 (1984); A. M. Johnson, W. M. Simpson, J. Opt. Soc. Am. B 2, 619 (1985).
[CrossRef]

Strickland, D.

D. Strickland, G. Mourou, J. Opt. Soc. Am. A 2(13), P109 (1985).

Taylor, J. R.

Thurston, R. N.

J. P. Heritage, R. N. Thurston, W. J. Tomlinson, A. M. Weiner, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 47, 87 (1985).
[CrossRef]

Tomlinson, W. J.

J. P. Heritage, R. N. Thurston, W. J. Tomlinson, A. M. Weiner, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 47, 87 (1985).
[CrossRef]

Valdmanis, J. A.

W. H. Knox, R. L. Fork, M. C. Downer, R. H. Stolen, C. V. Shank, J. A. Valdmanis, Appl. Phys. Lett. 46, 1120 (1985).
[CrossRef]

van Eck, J.-L.

A. J. Duerinckx, H. A. Vanherzeele, J.-L. van Eck, A. E. Siegman, IEEE J. Quantum Electron. QE-14, 983 (1978).
[CrossRef]

Vanherzeele, H. A.

A. J. Duerinckx, H. A. Vanherzeele, J.-L. van Eck, A. E. Siegman, IEEE J. Quantum Electron. QE-14, 983 (1978).
[CrossRef]

von der Linde, D.

D. von der Linde, A. Malvezzi, Appl. Phys. B 37, 1 (1985).
[CrossRef]

Voss, D. F.

D. F. Voss, L. S. Goldberg, J. Opt. Soc. Am. A 2(13) P108 (1985).
[CrossRef]

Weiner, A. M.

J. P. Heritage, R. N. Thurston, W. J. Tomlinson, A. M. Weiner, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 47, 87 (1985).
[CrossRef]

Wilhelmi, B.

Appl. Phys. B

D. von der Linde, A. Malvezzi, Appl. Phys. B 37, 1 (1985).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

R. A. Fisher, W. K. Bischel, Appl. Phys. Lett. 24, 468 (1974); IEEE J. Quantum Electron. QE-11, 46 (1975); J. Appl. Phys. 46, 4921 (1975).
[CrossRef]

W. H. Knox, R. L. Fork, M. C. Downer, R. H. Stolen, C. V. Shank, J. A. Valdmanis, Appl. Phys. Lett. 46, 1120 (1985).
[CrossRef]

A. M. Johnson, R. H. Stolen, W. M. Simpson, Appl. Phys. Lett. 44, 729 (1984); A. M. Johnson, W. M. Simpson, J. Opt. Soc. Am. B 2, 619 (1985).
[CrossRef]

J. P. Heritage, R. N. Thurston, W. J. Tomlinson, A. M. Weiner, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 47, 87 (1985).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron.

A. J. Duerinckx, H. A. Vanherzeele, J.-L. van Eck, A. E. Siegman, IEEE J. Quantum Electron. QE-14, 983 (1978).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A

D. Strickland, G. Mourou, J. Opt. Soc. Am. A 2(13), P109 (1985).

D. F. Voss, L. S. Goldberg, J. Opt. Soc. Am. A 2(13) P108 (1985).
[CrossRef]

Opt. Commun.

T. Sizer, J. D. Kafka, A. Krisilof, G. Mourou, Opt. Commun. 39, 259 (1981); T. Sizer, J. D. Kafka, I. N. Duling, C. W. Gabel, G. A. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 506 (1983).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

H. Nakatsuka, D. Grischkowsky, A. C. Balant, Phys. Rev. Lett. 47, 910 (1981); D. Grischkowsky, A. C. Balant, Appl. Phys. Lett. 41, 1 (1982).
[CrossRef]

Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng.

J. D. Kafka, T. Baer, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 533, 38 (1985).

Other

B. Kolner, J. D. Kafka, D. M. Bloom, T. M. Baer, in Picosecond Phenomena IV, D. H. Auston, K. B. Eisenthal, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1984); J. D. Kafka, B. H. Kolner, T. Baer, D. M. Bloom, Opt. Lett. 9, 505 (1984).
[CrossRef] [PubMed]

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 (5)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic of the experimental configuration. AMPL’s, amplifiers; TFP, thin-film polarizer; SHG, second-harmonic generator; F, filter.

Fig. 2
Fig. 2

Streak-camera measurements at 532 nm (calibrated by reflection from a 100-psec étalon). A, Amplified pulse direct from cw mode-locked oscillator. B, Amplified pulse after passage through optical fiber (150-m length; 5.6-μm diameter).

Fig. 3
Fig. 3

Spectral development of pulse (wavelength increases to right; 1.3 cm−1/division). A, Pulses directly from cw mode-locked Nd:YAG laser. B, Pulses broadened in fiber (150-m length, 5.6-μm diameter). C, Pulses after amplification in first double-pass stage. D, Pulses after final amplification.

Fig. 4
Fig. 4

Duration of amplified IR pulse versus spectral broadening in optical fiber (100-m length, 7-μm core diameter).

Fig. 5
Fig. 5

Selective amplification of self-phase-modulated pulse. Above, pulse intensity envelope. Below, instantaneous frequency; dotted lines show amplifier gain bandwidth.

Equations (1)

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

ω ( t ) = ω 0 - ω 0 L n 2 2 c E 2 t ,

Metrics