Abstract

We have investigated high-peak- and high-average-power operation of diode-pumped, thulium-sensitized, holmium 2.1-μm lasers. Free-running laser powers of 14 W at 29 Hz have been demonstrated with 2.6% electrical efficiency. Q-switched operation produced average powers in excess of 11 W in a burst of short pulses. Preliminary optical parametric oscillator frequency conversion of the holmium laser to 4 μm is also reported.

© 1993 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. B. M. Antipenko, V. A. Buchenkov, A. S. Glebov, T. I. Kiseleva, A. A. Nikitichev, V. A. Pismennyi, Opt. Spectrosc. (USSR) 64, 772 (1988).
  2. T. Y. Fan, G. Huber, R. L. Byer, P. Mitzscherlich, IEEE J. Quantum Electron. 24, 924 (1988).
    [CrossRef]
  3. G. Armagan, A. M. Buoncristiani, W. C. Edwards, A. T. Inge, B. Di Bartolo, in Digest of Meeting on Advanced Solid-State Lasers (Optical Society of America, Washington, D.C., 1990), p. 142.
  4. S. R. Bowman, M. J. Winings, R. C. Y. Auyeung, J. E. Tucker, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 2142 (1991).
    [CrossRef]
  5. V. A. French, R. R. Petrin, R. C. Powell, Phys. Rev. B 46, 8018 (1992).
    [CrossRef]
  6. S. R. Bowman, M. J. Winings, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1129 (1991).
    [CrossRef]
  7. J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
    [CrossRef]
  8. S. R. Bowman, G. J. Quarles, B. J. Feldman, in Advanced Solid-State Lasers, Vol. 13 of OSA Proceedings Series, L. L. Chase, A. A. Pinto, eds. (Optical Society of America, Washington, D.C., 1992), pp. 169–173.
  9. P. A. Bundi, M. G. Knights, E. P. Chicklis, K. L. Schepler, Opt. Lett. 18, 1068 (1993).
    [CrossRef]

1993 (1)

1992 (1)

V. A. French, R. R. Petrin, R. C. Powell, Phys. Rev. B 46, 8018 (1992).
[CrossRef]

1991 (2)

S. R. Bowman, M. J. Winings, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1129 (1991).
[CrossRef]

S. R. Bowman, M. J. Winings, R. C. Y. Auyeung, J. E. Tucker, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 2142 (1991).
[CrossRef]

1989 (1)

J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
[CrossRef]

1988 (2)

B. M. Antipenko, V. A. Buchenkov, A. S. Glebov, T. I. Kiseleva, A. A. Nikitichev, V. A. Pismennyi, Opt. Spectrosc. (USSR) 64, 772 (1988).

T. Y. Fan, G. Huber, R. L. Byer, P. Mitzscherlich, IEEE J. Quantum Electron. 24, 924 (1988).
[CrossRef]

Antipenko, B. M.

B. M. Antipenko, V. A. Buchenkov, A. S. Glebov, T. I. Kiseleva, A. A. Nikitichev, V. A. Pismennyi, Opt. Spectrosc. (USSR) 64, 772 (1988).

Armagan, G.

G. Armagan, A. M. Buoncristiani, W. C. Edwards, A. T. Inge, B. Di Bartolo, in Digest of Meeting on Advanced Solid-State Lasers (Optical Society of America, Washington, D.C., 1990), p. 142.

Auyeung, R. C. Y.

S. R. Bowman, M. J. Winings, R. C. Y. Auyeung, J. E. Tucker, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 2142 (1991).
[CrossRef]

Bowman, S. R.

S. R. Bowman, M. J. Winings, R. C. Y. Auyeung, J. E. Tucker, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 2142 (1991).
[CrossRef]

S. R. Bowman, M. J. Winings, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1129 (1991).
[CrossRef]

S. R. Bowman, G. J. Quarles, B. J. Feldman, in Advanced Solid-State Lasers, Vol. 13 of OSA Proceedings Series, L. L. Chase, A. A. Pinto, eds. (Optical Society of America, Washington, D.C., 1992), pp. 169–173.

Buchenkov, V. A.

B. M. Antipenko, V. A. Buchenkov, A. S. Glebov, T. I. Kiseleva, A. A. Nikitichev, V. A. Pismennyi, Opt. Spectrosc. (USSR) 64, 772 (1988).

Bundi, P. A.

Buoncristiani, A. M.

G. Armagan, A. M. Buoncristiani, W. C. Edwards, A. T. Inge, B. Di Bartolo, in Digest of Meeting on Advanced Solid-State Lasers (Optical Society of America, Washington, D.C., 1990), p. 142.

Byer, R. L.

T. Y. Fan, G. Huber, R. L. Byer, P. Mitzscherlich, IEEE J. Quantum Electron. 24, 924 (1988).
[CrossRef]

Chicklis, E. P.

Di Bartolo, B.

G. Armagan, A. M. Buoncristiani, W. C. Edwards, A. T. Inge, B. Di Bartolo, in Digest of Meeting on Advanced Solid-State Lasers (Optical Society of America, Washington, D.C., 1990), p. 142.

Edwards, W. C.

G. Armagan, A. M. Buoncristiani, W. C. Edwards, A. T. Inge, B. Di Bartolo, in Digest of Meeting on Advanced Solid-State Lasers (Optical Society of America, Washington, D.C., 1990), p. 142.

Esterowitz, L.

J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
[CrossRef]

Fan, T. Y.

T. Y. Fan, G. Huber, R. L. Byer, P. Mitzscherlich, IEEE J. Quantum Electron. 24, 924 (1988).
[CrossRef]

Feldman, B. J.

S. R. Bowman, M. J. Winings, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1129 (1991).
[CrossRef]

S. R. Bowman, M. J. Winings, R. C. Y. Auyeung, J. E. Tucker, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 2142 (1991).
[CrossRef]

S. R. Bowman, G. J. Quarles, B. J. Feldman, in Advanced Solid-State Lasers, Vol. 13 of OSA Proceedings Series, L. L. Chase, A. A. Pinto, eds. (Optical Society of America, Washington, D.C., 1992), pp. 169–173.

French, V. A.

V. A. French, R. R. Petrin, R. C. Powell, Phys. Rev. B 46, 8018 (1992).
[CrossRef]

Glebov, A. S.

B. M. Antipenko, V. A. Buchenkov, A. S. Glebov, T. I. Kiseleva, A. A. Nikitichev, V. A. Pismennyi, Opt. Spectrosc. (USSR) 64, 772 (1988).

Gruber, J. B.

J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
[CrossRef]

Hills, M. E.

J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
[CrossRef]

Huber, G.

T. Y. Fan, G. Huber, R. L. Byer, P. Mitzscherlich, IEEE J. Quantum Electron. 24, 924 (1988).
[CrossRef]

Inge, A. T.

G. Armagan, A. M. Buoncristiani, W. C. Edwards, A. T. Inge, B. Di Bartolo, in Digest of Meeting on Advanced Solid-State Lasers (Optical Society of America, Washington, D.C., 1990), p. 142.

Kintz, G. J.

J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
[CrossRef]

Kiseleva, T. I.

B. M. Antipenko, V. A. Buchenkov, A. S. Glebov, T. I. Kiseleva, A. A. Nikitichev, V. A. Pismennyi, Opt. Spectrosc. (USSR) 64, 772 (1988).

Knights, M. G.

Macfarlane, R. M.

J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
[CrossRef]

Mitzscherlich, P.

T. Y. Fan, G. Huber, R. L. Byer, P. Mitzscherlich, IEEE J. Quantum Electron. 24, 924 (1988).
[CrossRef]

Morrison, C. A.

J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
[CrossRef]

Nikitichev, A. A.

B. M. Antipenko, V. A. Buchenkov, A. S. Glebov, T. I. Kiseleva, A. A. Nikitichev, V. A. Pismennyi, Opt. Spectrosc. (USSR) 64, 772 (1988).

Petrin, R. R.

V. A. French, R. R. Petrin, R. C. Powell, Phys. Rev. B 46, 8018 (1992).
[CrossRef]

Pismennyi, V. A.

B. M. Antipenko, V. A. Buchenkov, A. S. Glebov, T. I. Kiseleva, A. A. Nikitichev, V. A. Pismennyi, Opt. Spectrosc. (USSR) 64, 772 (1988).

Powell, R. C.

V. A. French, R. R. Petrin, R. C. Powell, Phys. Rev. B 46, 8018 (1992).
[CrossRef]

Quarles, G. J.

J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
[CrossRef]

S. R. Bowman, G. J. Quarles, B. J. Feldman, in Advanced Solid-State Lasers, Vol. 13 of OSA Proceedings Series, L. L. Chase, A. A. Pinto, eds. (Optical Society of America, Washington, D.C., 1992), pp. 169–173.

Schepler, K. L.

Searles, S. K.

S. R. Bowman, M. J. Winings, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1129 (1991).
[CrossRef]

S. R. Bowman, M. J. Winings, R. C. Y. Auyeung, J. E. Tucker, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 2142 (1991).
[CrossRef]

Tucker, J. E.

S. R. Bowman, M. J. Winings, R. C. Y. Auyeung, J. E. Tucker, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 2142 (1991).
[CrossRef]

Turner, G. A.

J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
[CrossRef]

Winings, M. J.

S. R. Bowman, M. J. Winings, R. C. Y. Auyeung, J. E. Tucker, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 2142 (1991).
[CrossRef]

S. R. Bowman, M. J. Winings, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1129 (1991).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (3)

T. Y. Fan, G. Huber, R. L. Byer, P. Mitzscherlich, IEEE J. Quantum Electron. 24, 924 (1988).
[CrossRef]

S. R. Bowman, M. J. Winings, R. C. Y. Auyeung, J. E. Tucker, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 2142 (1991).
[CrossRef]

S. R. Bowman, M. J. Winings, S. K. Searles, B. J. Feldman, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1129 (1991).
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Opt. Spectrosc. (1)

B. M. Antipenko, V. A. Buchenkov, A. S. Glebov, T. I. Kiseleva, A. A. Nikitichev, V. A. Pismennyi, Opt. Spectrosc. (USSR) 64, 772 (1988).

Phys. Rev. B (2)

J. B. Gruber, M. E. Hills, R. M. Macfarlane, C. A. Morrison, G. A. Turner, G. J. Quarles, G. J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989).
[CrossRef]

V. A. French, R. R. Petrin, R. C. Powell, Phys. Rev. B 46, 8018 (1992).
[CrossRef]

Other (2)

G. Armagan, A. M. Buoncristiani, W. C. Edwards, A. T. Inge, B. Di Bartolo, in Digest of Meeting on Advanced Solid-State Lasers (Optical Society of America, Washington, D.C., 1990), p. 142.

S. R. Bowman, G. J. Quarles, B. J. Feldman, in Advanced Solid-State Lasers, Vol. 13 of OSA Proceedings Series, L. L. Chase, A. A. Pinto, eds. (Optical Society of America, Washington, D.C., 1992), pp. 169–173.

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

Laser-diode pump chamber designed for Tm,Ho:YAG.

Fig. 2
Fig. 2

Resonator design for the Q-switched Tm,Ho:YAG laser.

Fig. 3
Fig. 3

Tm,Ho:YAG average laser power scales inversely with laser rod coolant temperature. Here the diode pump pulse duration, firing rate, and diode coolant temperature were fixed at 1.0 ms, 29 Hz, and 6.0 °C, respectively. Multitransverse-mode, long-pulse operation (●) and 16-pulse repetitive Q-switched operation (+) are displayed.

Fig. 4
Fig. 4

Parametric oscillator power at 4.0 and 4.4 μm as a function of 2.09-μm pump power. For these results the pump source was operated in a Q-switched burst of eleven 70-ns pulses at a firing rate of 24 Hz.

Metrics