Abstract

We report the stabilization of a laser diode by external phase-conjugate feedback from a broad-area laser diode. The linewidth of the stabilized laser diode was reduced from 5 MHz to 25 kHz, approaching the limit set by the fluctuations of the pump beam for the phase conjugator. Clear evidence of phase conjugation was the observation of paired half-axial side modes spaced at frequencies of c/4L with respect to the main mode.

© 1996 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Lang, K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron. QE-16, 347 (1980).
    [Crossref]
  2. R. Wyatt, W. J. Devlin, Electron. Lett. 19, 110 (1983).
    [Crossref]
  3. R. W. Tkach, A. R. Chraplyvy, J. Lightwave Technol. LT-4, 1665 (1986).
  4. C. E. Wieman, L. Hollberg, Rev. Sci. Instrum. 62, 1 (1991).
    [Crossref]
  5. G. P. Agrawal, G. R. Gray, Phys. Rev. A 46, 5890 (1992); G. R. Gray, D. Huang, G.P. Agrawal, Phys. Rev. A 49, 2096 (1994).
    [Crossref] [PubMed]
  6. L. Petersen, U. Gliese, T. N. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron 30, 2526 (1994).
    [Crossref]
  7. K. Vahala, K. Kyuma, A. Yariv, S.-K. Kwong, M. Cronin-Colomb, K. Y. Lau, Appl. Phys Lett. 49, 1563 (1986).
    [Crossref]
  8. M. Ohtsu, I. Koshiishi, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 29, L2060 (1990).
    [Crossref]
  9. M. Lucente, G. M. Carter, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 53, 467 (1988).
    [Crossref]
  10. M. Lucente, J. G. Fujimoto, G. M. Carter, Appl. Phys. Lett. 53, 1897 (1988).
    [Crossref]
  11. Y. Awaji, S. Sayama, H. Suzuki, M. Ohtsu, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 1107 (1993).
    [Crossref]
  12. P. Kürz, R. Nagar, T. Mukai, Appl. Phys. Lett. 68, 1180 (1996).
    [Crossref]
  13. T. Okoshi, K. Kikuchi, A. Nakayama, Electron. Lett. 16, 630 (1980).
    [Crossref]
  14. J. Auyeung, D. Fekete, D. M. Pepper, A. Yariv, IEEE J. Quantum Electron. QE-15, 1180 (1979).
    [Crossref]
  15. R. C. Lind, D. G. Steel, Opt. Lett. 6, 554 (1981).
    [Crossref] [PubMed]

1996 (1)

P. Kürz, R. Nagar, T. Mukai, Appl. Phys. Lett. 68, 1180 (1996).
[Crossref]

1994 (1)

L. Petersen, U. Gliese, T. N. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron 30, 2526 (1994).
[Crossref]

1993 (1)

Y. Awaji, S. Sayama, H. Suzuki, M. Ohtsu, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 1107 (1993).
[Crossref]

1992 (1)

G. P. Agrawal, G. R. Gray, Phys. Rev. A 46, 5890 (1992); G. R. Gray, D. Huang, G.P. Agrawal, Phys. Rev. A 49, 2096 (1994).
[Crossref] [PubMed]

1991 (1)

C. E. Wieman, L. Hollberg, Rev. Sci. Instrum. 62, 1 (1991).
[Crossref]

1990 (1)

M. Ohtsu, I. Koshiishi, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 29, L2060 (1990).
[Crossref]

1988 (2)

M. Lucente, G. M. Carter, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 53, 467 (1988).
[Crossref]

M. Lucente, J. G. Fujimoto, G. M. Carter, Appl. Phys. Lett. 53, 1897 (1988).
[Crossref]

1986 (2)

K. Vahala, K. Kyuma, A. Yariv, S.-K. Kwong, M. Cronin-Colomb, K. Y. Lau, Appl. Phys Lett. 49, 1563 (1986).
[Crossref]

R. W. Tkach, A. R. Chraplyvy, J. Lightwave Technol. LT-4, 1665 (1986).

1983 (1)

R. Wyatt, W. J. Devlin, Electron. Lett. 19, 110 (1983).
[Crossref]

1981 (1)

1980 (2)

T. Okoshi, K. Kikuchi, A. Nakayama, Electron. Lett. 16, 630 (1980).
[Crossref]

R. Lang, K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron. QE-16, 347 (1980).
[Crossref]

1979 (1)

J. Auyeung, D. Fekete, D. M. Pepper, A. Yariv, IEEE J. Quantum Electron. QE-15, 1180 (1979).
[Crossref]

Agrawal, G. P.

G. P. Agrawal, G. R. Gray, Phys. Rev. A 46, 5890 (1992); G. R. Gray, D. Huang, G.P. Agrawal, Phys. Rev. A 49, 2096 (1994).
[Crossref] [PubMed]

Auyeung, J.

J. Auyeung, D. Fekete, D. M. Pepper, A. Yariv, IEEE J. Quantum Electron. QE-15, 1180 (1979).
[Crossref]

Awaji, Y.

Y. Awaji, S. Sayama, H. Suzuki, M. Ohtsu, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 1107 (1993).
[Crossref]

Carter, G. M.

M. Lucente, G. M. Carter, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 53, 467 (1988).
[Crossref]

M. Lucente, J. G. Fujimoto, G. M. Carter, Appl. Phys. Lett. 53, 1897 (1988).
[Crossref]

Chraplyvy, A. R.

R. W. Tkach, A. R. Chraplyvy, J. Lightwave Technol. LT-4, 1665 (1986).

Cronin-Colomb, M.

K. Vahala, K. Kyuma, A. Yariv, S.-K. Kwong, M. Cronin-Colomb, K. Y. Lau, Appl. Phys Lett. 49, 1563 (1986).
[Crossref]

Devlin, W. J.

R. Wyatt, W. J. Devlin, Electron. Lett. 19, 110 (1983).
[Crossref]

Fekete, D.

J. Auyeung, D. Fekete, D. M. Pepper, A. Yariv, IEEE J. Quantum Electron. QE-15, 1180 (1979).
[Crossref]

Fujimoto, J. G.

M. Lucente, J. G. Fujimoto, G. M. Carter, Appl. Phys. Lett. 53, 1897 (1988).
[Crossref]

M. Lucente, G. M. Carter, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 53, 467 (1988).
[Crossref]

Gliese, U.

L. Petersen, U. Gliese, T. N. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron 30, 2526 (1994).
[Crossref]

Gray, G. R.

G. P. Agrawal, G. R. Gray, Phys. Rev. A 46, 5890 (1992); G. R. Gray, D. Huang, G.P. Agrawal, Phys. Rev. A 49, 2096 (1994).
[Crossref] [PubMed]

Hollberg, L.

C. E. Wieman, L. Hollberg, Rev. Sci. Instrum. 62, 1 (1991).
[Crossref]

Kikuchi, K.

T. Okoshi, K. Kikuchi, A. Nakayama, Electron. Lett. 16, 630 (1980).
[Crossref]

Kobayashi, K.

R. Lang, K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron. QE-16, 347 (1980).
[Crossref]

Koshiishi, I.

M. Ohtsu, I. Koshiishi, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 29, L2060 (1990).
[Crossref]

Kürz, P.

P. Kürz, R. Nagar, T. Mukai, Appl. Phys. Lett. 68, 1180 (1996).
[Crossref]

Kwong, S.-K.

K. Vahala, K. Kyuma, A. Yariv, S.-K. Kwong, M. Cronin-Colomb, K. Y. Lau, Appl. Phys Lett. 49, 1563 (1986).
[Crossref]

Kyuma, K.

K. Vahala, K. Kyuma, A. Yariv, S.-K. Kwong, M. Cronin-Colomb, K. Y. Lau, Appl. Phys Lett. 49, 1563 (1986).
[Crossref]

Lang, R.

R. Lang, K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron. QE-16, 347 (1980).
[Crossref]

Lau, K. Y.

K. Vahala, K. Kyuma, A. Yariv, S.-K. Kwong, M. Cronin-Colomb, K. Y. Lau, Appl. Phys Lett. 49, 1563 (1986).
[Crossref]

Lind, R. C.

Lucente, M.

M. Lucente, G. M. Carter, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 53, 467 (1988).
[Crossref]

M. Lucente, J. G. Fujimoto, G. M. Carter, Appl. Phys. Lett. 53, 1897 (1988).
[Crossref]

Mukai, T.

P. Kürz, R. Nagar, T. Mukai, Appl. Phys. Lett. 68, 1180 (1996).
[Crossref]

Nagar, R.

P. Kürz, R. Nagar, T. Mukai, Appl. Phys. Lett. 68, 1180 (1996).
[Crossref]

Nakayama, A.

T. Okoshi, K. Kikuchi, A. Nakayama, Electron. Lett. 16, 630 (1980).
[Crossref]

Nielsen, T. N.

L. Petersen, U. Gliese, T. N. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron 30, 2526 (1994).
[Crossref]

Ohtsu, M.

Y. Awaji, S. Sayama, H. Suzuki, M. Ohtsu, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 1107 (1993).
[Crossref]

M. Ohtsu, I. Koshiishi, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 29, L2060 (1990).
[Crossref]

Okoshi, T.

T. Okoshi, K. Kikuchi, A. Nakayama, Electron. Lett. 16, 630 (1980).
[Crossref]

Pepper, D. M.

J. Auyeung, D. Fekete, D. M. Pepper, A. Yariv, IEEE J. Quantum Electron. QE-15, 1180 (1979).
[Crossref]

Petersen, L.

L. Petersen, U. Gliese, T. N. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron 30, 2526 (1994).
[Crossref]

Sayama, S.

Y. Awaji, S. Sayama, H. Suzuki, M. Ohtsu, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 1107 (1993).
[Crossref]

Steel, D. G.

Suzuki, H.

Y. Awaji, S. Sayama, H. Suzuki, M. Ohtsu, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 1107 (1993).
[Crossref]

Teramachi, Y.

Y. Awaji, S. Sayama, H. Suzuki, M. Ohtsu, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 1107 (1993).
[Crossref]

M. Ohtsu, I. Koshiishi, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 29, L2060 (1990).
[Crossref]

Tkach, R. W.

R. W. Tkach, A. R. Chraplyvy, J. Lightwave Technol. LT-4, 1665 (1986).

Vahala, K.

K. Vahala, K. Kyuma, A. Yariv, S.-K. Kwong, M. Cronin-Colomb, K. Y. Lau, Appl. Phys Lett. 49, 1563 (1986).
[Crossref]

Wieman, C. E.

C. E. Wieman, L. Hollberg, Rev. Sci. Instrum. 62, 1 (1991).
[Crossref]

Wyatt, R.

R. Wyatt, W. J. Devlin, Electron. Lett. 19, 110 (1983).
[Crossref]

Yariv, A.

K. Vahala, K. Kyuma, A. Yariv, S.-K. Kwong, M. Cronin-Colomb, K. Y. Lau, Appl. Phys Lett. 49, 1563 (1986).
[Crossref]

J. Auyeung, D. Fekete, D. M. Pepper, A. Yariv, IEEE J. Quantum Electron. QE-15, 1180 (1979).
[Crossref]

Appl. Phys Lett. (1)

K. Vahala, K. Kyuma, A. Yariv, S.-K. Kwong, M. Cronin-Colomb, K. Y. Lau, Appl. Phys Lett. 49, 1563 (1986).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (3)

M. Lucente, G. M. Carter, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 53, 467 (1988).
[Crossref]

M. Lucente, J. G. Fujimoto, G. M. Carter, Appl. Phys. Lett. 53, 1897 (1988).
[Crossref]

P. Kürz, R. Nagar, T. Mukai, Appl. Phys. Lett. 68, 1180 (1996).
[Crossref]

Electron. Lett. (2)

T. Okoshi, K. Kikuchi, A. Nakayama, Electron. Lett. 16, 630 (1980).
[Crossref]

R. Wyatt, W. J. Devlin, Electron. Lett. 19, 110 (1983).
[Crossref]

IEEE J. Quantum Electron (1)

L. Petersen, U. Gliese, T. N. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron 30, 2526 (1994).
[Crossref]

IEEE J. Quantum Electron. (2)

J. Auyeung, D. Fekete, D. M. Pepper, A. Yariv, IEEE J. Quantum Electron. QE-15, 1180 (1979).
[Crossref]

R. Lang, K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron. QE-16, 347 (1980).
[Crossref]

J. Lightwave Technol. (1)

R. W. Tkach, A. R. Chraplyvy, J. Lightwave Technol. LT-4, 1665 (1986).

Jpn. J. Appl. Phys. (2)

Y. Awaji, S. Sayama, H. Suzuki, M. Ohtsu, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 1107 (1993).
[Crossref]

M. Ohtsu, I. Koshiishi, Y. Teramachi, Jpn. J. Appl. Phys. 29, L2060 (1990).
[Crossref]

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. A (1)

G. P. Agrawal, G. R. Gray, Phys. Rev. A 46, 5890 (1992); G. R. Gray, D. Huang, G.P. Agrawal, Phys. Rev. A 49, 2096 (1994).
[Crossref] [PubMed]

Rev. Sci. Instrum. (1)

C. E. Wieman, L. Hollberg, Rev. Sci. Instrum. 62, 1 (1991).
[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

Experimental setup to stabilize a single-stripe laser diode with external phase-conjugate feedback from a broad-area laser diode conjugator. FI, Faraday isolator.

Fig. 2
Fig. 2

Power spectrum of a stabilized single-stripe laser diode measured with the delayed self-heterodyne technique. The linewidth of the central mode is 25 kHz, and side-mode frequencies corresponding to the paired half-axial modes of a phase-conjugate resonator are observed.

Fig. 3
Fig. 3

Power spectrum of the beat-note signal between central mode and side modes. Curve (a): Stabilization by phase-conjugate feedback; the difference between the observed frequencies corresponds to c/4L. Curve (b): Feedback from a conventional flat mirror; resonances were observed with a frequency separation corresponding to c/2L. For clarity and to avoid overlap, the curve for conventional feedback (b) is displayed below the curve for phase-conjugate feedback (a).

Metrics