Abstract

Gallium selenide has been used as a frequency doubler for the output of a high-power, short-pulse, mid-infrared free-electron laser. Internal conversion efficiencies up to 36% have been achieved in the wavelength range from 6.3 to 12 μm. The second-harmonic output was stable over many hours at peak power levels of 1– 2 MW.

© 1996 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
    [CrossRef]
  2. A. J. Gouskov, J. Camassel, L. Gouskovin Progress in Crystal Growth and Characterization, B. R. Pamplin, ed. (Pergamon, Oxford, 1982), p. 323.
    [CrossRef]
  3. R. L. Byer, H. Kildal, R. S. FeigelsonAppl. Phys. Lett. 19, 237 (1971).
    [CrossRef]
  4. V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, D. N. NikogosyanHandbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1991).
  5. M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
    [CrossRef]
  6. K. L. VodopyanovJ. Opt. Soc. Am. B 10, 1723 (1993).
    [CrossRef]
  7. I. M. Bayanov, R. Danelius, P. Heinz, A. SeilmeierOpt. Commun. 113, 99 (1994).
    [CrossRef]
  8. G. B. Abdullaev, L. A. Kulevskii, A. M. Prokhorov, A. D. Savelev, E. Y. Salaev, V. V. SmirnovSov. Phys. JETP Lett. 16, 90 (1972).
  9. D. Neuschäfer, Hp. Preiswerk, H. Spahni, E. Konz, G. Marowsky, J. Opt. Soc. Am. B 11, 649 (1994).
    [CrossRef]
  10. Y. R. ShenThe Principles of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984).
  11. K. L. Vodopyanov, L. A. KulevskiiOpt. Commun. 118, 375 (1995).
    [CrossRef]
  12. R. J. Bakker, D. A. Jaroszynski, A. F. G. van der Meer, D. Oepts, P. W. van AmersfoortIEEE J. Quantum Electron. 30, 1635 (1994).
    [CrossRef]
  13. G. D. Boyd, E. Buehler, F. G. StorzAppl. Phys. Lett. 18, 301 (1971).
    [CrossRef]
  14. P. D. Mason, D. J. Jackson, E. K. GortonOpt. Commun. 110, 163 (1994).
    [CrossRef]
  15. For instance, the values quoted in Ref. 14 yield d36/d22 = 2.1. Taking a more recently measured value for d36(ZnGeP2) (Ref. 15) of 75 pm/V and for d22(GaSe) of 54 pm/V (Ref. 6) yields d36/d22 = 1.4.

1995 (1)

K. L. Vodopyanov, L. A. KulevskiiOpt. Commun. 118, 375 (1995).
[CrossRef]

1994 (5)

R. J. Bakker, D. A. Jaroszynski, A. F. G. van der Meer, D. Oepts, P. W. van AmersfoortIEEE J. Quantum Electron. 30, 1635 (1994).
[CrossRef]

P. D. Mason, D. J. Jackson, E. K. GortonOpt. Commun. 110, 163 (1994).
[CrossRef]

I. M. Bayanov, R. Danelius, P. Heinz, A. SeilmeierOpt. Commun. 113, 99 (1994).
[CrossRef]

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

D. Neuschäfer, Hp. Preiswerk, H. Spahni, E. Konz, G. Marowsky, J. Opt. Soc. Am. B 11, 649 (1994).
[CrossRef]

1993 (2)

K. L. VodopyanovJ. Opt. Soc. Am. B 10, 1723 (1993).
[CrossRef]

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

1972 (1)

G. B. Abdullaev, L. A. Kulevskii, A. M. Prokhorov, A. D. Savelev, E. Y. Salaev, V. V. SmirnovSov. Phys. JETP Lett. 16, 90 (1972).

1971 (2)

R. L. Byer, H. Kildal, R. S. FeigelsonAppl. Phys. Lett. 19, 237 (1971).
[CrossRef]

G. D. Boyd, E. Buehler, F. G. StorzAppl. Phys. Lett. 18, 301 (1971).
[CrossRef]

Abdullaev, G. B.

G. B. Abdullaev, L. A. Kulevskii, A. M. Prokhorov, A. D. Savelev, E. Y. Salaev, V. V. SmirnovSov. Phys. JETP Lett. 16, 90 (1972).

Bakker, R. J.

R. J. Bakker, D. A. Jaroszynski, A. F. G. van der Meer, D. Oepts, P. W. van AmersfoortIEEE J. Quantum Electron. 30, 1635 (1994).
[CrossRef]

Bayanov, I. M.

I. M. Bayanov, R. Danelius, P. Heinz, A. SeilmeierOpt. Commun. 113, 99 (1994).
[CrossRef]

Boyd, G. D.

G. D. Boyd, E. Buehler, F. G. StorzAppl. Phys. Lett. 18, 301 (1971).
[CrossRef]

Buehler, E.

G. D. Boyd, E. Buehler, F. G. StorzAppl. Phys. Lett. 18, 301 (1971).
[CrossRef]

Byer, R. L.

R. L. Byer, H. Kildal, R. S. FeigelsonAppl. Phys. Lett. 19, 237 (1971).
[CrossRef]

Camassel, J.

A. J. Gouskov, J. Camassel, L. Gouskovin Progress in Crystal Growth and Characterization, B. R. Pamplin, ed. (Pergamon, Oxford, 1982), p. 323.
[CrossRef]

Danelius, R.

I. M. Bayanov, R. Danelius, P. Heinz, A. SeilmeierOpt. Commun. 113, 99 (1994).
[CrossRef]

Dmitriev, V. G.

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, D. N. NikogosyanHandbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1991).

Edwards, G. J.

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

Feigelson, R. S.

R. L. Byer, H. Kildal, R. S. FeigelsonAppl. Phys. Lett. 19, 237 (1971).
[CrossRef]

Fischer, D. W.

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

Gorton, E. K.

P. D. Mason, D. J. Jackson, E. K. GortonOpt. Commun. 110, 163 (1994).
[CrossRef]

Gouskov, A. J.

A. J. Gouskov, J. Camassel, L. Gouskovin Progress in Crystal Growth and Characterization, B. R. Pamplin, ed. (Pergamon, Oxford, 1982), p. 323.
[CrossRef]

Gouskov, L.

A. J. Gouskov, J. Camassel, L. Gouskovin Progress in Crystal Growth and Characterization, B. R. Pamplin, ed. (Pergamon, Oxford, 1982), p. 323.
[CrossRef]

Gurzadyan, G. G.

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, D. N. NikogosyanHandbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1991).

Halliburton, L. E.

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

Hegde, S. M.

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

Heinz, P.

I. M. Bayanov, R. Danelius, P. Heinz, A. SeilmeierOpt. Commun. 113, 99 (1994).
[CrossRef]

Henningsen, T.

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

Hobgood, H. M.

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

Hopkins, F. K.

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

Hopkins, R. H.

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

Jackson, D. J.

P. D. Mason, D. J. Jackson, E. K. GortonOpt. Commun. 110, 163 (1994).
[CrossRef]

Jaroszynski, D. A.

R. J. Bakker, D. A. Jaroszynski, A. F. G. van der Meer, D. Oepts, P. W. van AmersfoortIEEE J. Quantum Electron. 30, 1635 (1994).
[CrossRef]

Kildal, H.

R. L. Byer, H. Kildal, R. S. FeigelsonAppl. Phys. Lett. 19, 237 (1971).
[CrossRef]

Konz, E.

Kuhn, W. K.

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

Kulevskii, L. A.

K. L. Vodopyanov, L. A. KulevskiiOpt. Commun. 118, 375 (1995).
[CrossRef]

G. B. Abdullaev, L. A. Kulevskii, A. M. Prokhorov, A. D. Savelev, E. Y. Salaev, V. V. SmirnovSov. Phys. JETP Lett. 16, 90 (1972).

Lauderdale, W. J.

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

Marowsky, G.

Mason, P. D.

P. D. Mason, D. J. Jackson, E. K. GortonOpt. Commun. 110, 163 (1994).
[CrossRef]

Mitchel, W. C.

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

Neuschäfer, D.

Nikogosyan, D. N.

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, D. N. NikogosyanHandbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1991).

Oepts, D.

R. J. Bakker, D. A. Jaroszynski, A. F. G. van der Meer, D. Oepts, P. W. van AmersfoortIEEE J. Quantum Electron. 30, 1635 (1994).
[CrossRef]

Ohmer, M. C.

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

Pollak, T. M.

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

Preiswerk, Hp.

Prokhorov, A. M.

G. B. Abdullaev, L. A. Kulevskii, A. M. Prokhorov, A. D. Savelev, E. Y. Salaev, V. V. SmirnovSov. Phys. JETP Lett. 16, 90 (1972).

Rakowsky, M. H.

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

Salaev, E. Y.

G. B. Abdullaev, L. A. Kulevskii, A. M. Prokhorov, A. D. Savelev, E. Y. Salaev, V. V. SmirnovSov. Phys. JETP Lett. 16, 90 (1972).

Savelev, A. D.

G. B. Abdullaev, L. A. Kulevskii, A. M. Prokhorov, A. D. Savelev, E. Y. Salaev, V. V. SmirnovSov. Phys. JETP Lett. 16, 90 (1972).

Schunemann, P. G.

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

Scripsick, M. P.

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

Seilmeier, A.

I. M. Bayanov, R. Danelius, P. Heinz, A. SeilmeierOpt. Commun. 113, 99 (1994).
[CrossRef]

Shen, Y. R.

Y. R. ShenThe Principles of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984).

Smirnov, V. V.

G. B. Abdullaev, L. A. Kulevskii, A. M. Prokhorov, A. D. Savelev, E. Y. Salaev, V. V. SmirnovSov. Phys. JETP Lett. 16, 90 (1972).

Spahni, H.

Storz, F. G.

G. D. Boyd, E. Buehler, F. G. StorzAppl. Phys. Lett. 18, 301 (1971).
[CrossRef]

Thomas, R. N.

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

van Amersfoort, P. W.

R. J. Bakker, D. A. Jaroszynski, A. F. G. van der Meer, D. Oepts, P. W. van AmersfoortIEEE J. Quantum Electron. 30, 1635 (1994).
[CrossRef]

van der Meer, A. F. G.

R. J. Bakker, D. A. Jaroszynski, A. F. G. van der Meer, D. Oepts, P. W. van AmersfoortIEEE J. Quantum Electron. 30, 1635 (1994).
[CrossRef]

Vodopyanov, K. L.

K. L. Vodopyanov, L. A. KulevskiiOpt. Commun. 118, 375 (1995).
[CrossRef]

K. L. VodopyanovJ. Opt. Soc. Am. B 10, 1723 (1993).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (3)

R. L. Byer, H. Kildal, R. S. FeigelsonAppl. Phys. Lett. 19, 237 (1971).
[CrossRef]

M. H. Rakowsky, W. K. Kuhn, W. J. Lauderdale, L. E. Halliburton, G. J. Edwards, M. P. Scripsick, P. G. Schunemann, T. M. Pollak, M. C. Ohmer, F. K. HopkinsAppl. Phys. Lett. 64, 1615 (1994).
[CrossRef]

G. D. Boyd, E. Buehler, F. G. StorzAppl. Phys. Lett. 18, 301 (1971).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

R. J. Bakker, D. A. Jaroszynski, A. F. G. van der Meer, D. Oepts, P. W. van AmersfoortIEEE J. Quantum Electron. 30, 1635 (1994).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

H. M. Hobgood, T. Henningsen, R. N. Thomas, R. H. Hopkins, M. C. Ohmer, W. C. Mitchel, D. W. Fischer, S. M. Hegde, F. K. HopkinsJ. Appl. Phys. 73, 4030 (1993).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (2)

Opt. Commun. (3)

P. D. Mason, D. J. Jackson, E. K. GortonOpt. Commun. 110, 163 (1994).
[CrossRef]

I. M. Bayanov, R. Danelius, P. Heinz, A. SeilmeierOpt. Commun. 113, 99 (1994).
[CrossRef]

K. L. Vodopyanov, L. A. KulevskiiOpt. Commun. 118, 375 (1995).
[CrossRef]

Sov. Phys. JETP Lett. (1)

G. B. Abdullaev, L. A. Kulevskii, A. M. Prokhorov, A. D. Savelev, E. Y. Salaev, V. V. SmirnovSov. Phys. JETP Lett. 16, 90 (1972).

Other (4)

For instance, the values quoted in Ref. 14 yield d36/d22 = 2.1. Taking a more recently measured value for d36(ZnGeP2) (Ref. 15) of 75 pm/V and for d22(GaSe) of 54 pm/V (Ref. 6) yields d36/d22 = 1.4.

Y. R. ShenThe Principles of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984).

A. J. Gouskov, J. Camassel, L. Gouskovin Progress in Crystal Growth and Characterization, B. R. Pamplin, ed. (Pergamon, Oxford, 1982), p. 323.
[CrossRef]

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, D. N. NikogosyanHandbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1991).

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 (2)

Fig. 1
Fig. 1

External conversion efficiencies (ηext) versus pulse intensity measured for different fundamental wavelengths in a 6.5-mm-long GaSe crystal. A 250-mm focal-length spherical gold mirror was used to focus the beam inside the crystal. The curves represent the result of a calculation of the nonlinear conversion process.

Fig. 2
Fig. 2

Internal conversion efficiencies versus pulse intensity measured for a 0.9-mm-long GaSe (circles) and a 1.0-mm-long ZnGeP2 crystal (squares) at λ = 7.8 μm. To focus the beam inside the crystal a 330-mm focal-length spherical gold mirror was used. The dashed lines represent the result of a fit to Eq. (3).

Equations (3)

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

z [ E ω ( z ) E 2 ω ( z ) ] = 1 2 [ a ω 2 b E ω ( z ) 2 b E ω ( z ) a 2 ω ] [ E ω ( z ) E 2 ω ( z ) ] ,
b = 2 π | d eff | λ [ n o ( ω ) n e ( 2 ω ) ] 1 / 2 .
η = tanh 2 [ b L E ω ( 0 ) ] .

Metrics