Abstract

We demonstrate wavelength tunability of femtosecond pulses over a range of more than 50  nm from a diode-pumped Cr:LiSAF laser. The mode-locking mechanism can be explained by soliton mode locking that is started and stabilized by a broadband semiconductor saturable-absorber mirror designed for low loss over the full reflection bandwidth of the underlying Bragg mirrors, which ultimately limits tunability. We obtain 45-fs pulses at 105-mW average output power and a maximum mode-locked average output power of 125  mW with 60-fs pulses.

© 1997 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
    [CrossRef]
  2. M. Stalder, M. Bass, and B. H. T. Chai, J. Opt. Soc. Am. B 9, 2271 (1992).
    [CrossRef]
  3. M. J. P. Dymott and A. I. Ferguson, Opt. Lett. 20, 1157 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. R. Mellish, N. P. Barry, S. C. W. Hyde, R. Jones, P. M. W. French, J. R. Taylor, C. J. v. d. Poel, and A. Valster, Opt. Lett. 20, 2312 (1995).
    [CrossRef]
  5. F. Falcoz, F. Balembois, P. Georges, and A. Brun, Opt. Lett. 20, 1874 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
    [CrossRef]
  7. P. M. Mellish, P. M. W. French, J. R. Taylor, P. J. Delfyett, and L. T. Florez, Electron. Lett. 30, 223 (1994).
    [CrossRef]
  8. D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 8 of 1994 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1994), paper CPD22.
  9. D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 19, 2143 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. U. Keller, D. A. B. Miller, G. D. Boyd, T. H. Chiu, J. F. Ferguson, and M. T. Asom, Opt. Lett. 17, 505 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. D. Kopf, K. J. Weingarten, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 15 of 1995 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1995), paper CWM2.
  12. D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
    [CrossRef]
  13. S. Tsuda, W. H. Knox, E. A. de Souza, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, Opt. Lett. 20, 1406 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. S. Tsuda, W. H. Knox, and S. T. Cundiff, Appl. Phys. Lett. 69, 1538 (1996).
    [CrossRef]
  15. F. X. Kärtner and U. Keller, Opt. Lett. 20, 16 (1995).
    [CrossRef]
  16. F. X. Kärtner, I. D. Jung, and U. Keller, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
    [CrossRef]
  17. I. D. Jung, F. X. Kärtner, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 20, 1892 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. G. R. Jacobovitz-Veselka, U. Keller, and M. T. Asom, Opt. Lett. 17, 1791 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  19. S. A. Payne, L. K. Smith, R. J. Beach, B. H. T. Chai, J. H. Tassano, L. D. DeLoach, W. L. Kway, R. W. Solarz, and W. F. Krupke, Appl. Opt. 33, 5526 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  20. L. R. Brovelli, U. Keller, and T. H. Chiu, J. Opt. Soc. Am. B 12, 311 (1995).
    [CrossRef]

1996 (4)

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

S. Tsuda, W. H. Knox, and S. T. Cundiff, Appl. Phys. Lett. 69, 1538 (1996).
[CrossRef]

F. X. Kärtner, I. D. Jung, and U. Keller, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

1995 (7)

1994 (3)

1992 (3)

1989 (1)

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[CrossRef]

Asom, M. T.

Aus der Au, J.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

Balembois, F.

Barry, N. P.

Bass, M.

Beach, R. J.

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

S. A. Payne, L. K. Smith, R. J. Beach, B. H. T. Chai, J. H. Tassano, L. D. DeLoach, W. L. Kway, R. W. Solarz, and W. F. Krupke, Appl. Opt. 33, 5526 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Boyd, G. D.

Braun, B.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

Brovelli, L.

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 19, 2143 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 8 of 1994 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1994), paper CPD22.

Brovelli, L. R.

I. D. Jung, F. X. Kärtner, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 20, 1892 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

L. R. Brovelli, U. Keller, and T. H. Chiu, J. Opt. Soc. Am. B 12, 311 (1995).
[CrossRef]

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 15 of 1995 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1995), paper CWM2.

Brun, A.

Chai, B. H. T.

Chase, L. L.

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[CrossRef]

Chiu, T. H.

Cundiff, S. T.

S. Tsuda, W. H. Knox, and S. T. Cundiff, Appl. Phys. Lett. 69, 1538 (1996).
[CrossRef]

Cunningham, J. E.

de Souza, E. A.

Delfyett, P. J.

P. M. Mellish, P. M. W. French, J. R. Taylor, P. J. Delfyett, and L. T. Florez, Electron. Lett. 30, 223 (1994).
[CrossRef]

DeLoach, L. D.

Dymott, M. J. P.

Emanuel, M. A.

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

Falcoz, F.

Ferguson, A. I.

Ferguson, J. F.

Florez, L. T.

P. M. Mellish, P. M. W. French, J. R. Taylor, P. J. Delfyett, and L. T. Florez, Electron. Lett. 30, 223 (1994).
[CrossRef]

Fluck, R.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

French, P. M. W.

R. Mellish, N. P. Barry, S. C. W. Hyde, R. Jones, P. M. W. French, J. R. Taylor, C. J. v. d. Poel, and A. Valster, Opt. Lett. 20, 2312 (1995).
[CrossRef]

P. M. Mellish, P. M. W. French, J. R. Taylor, P. J. Delfyett, and L. T. Florez, Electron. Lett. 30, 223 (1994).
[CrossRef]

Georges, P.

Hönninger, C.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

Hyde, S. C. W.

Jacobovitz-Veselka, G. R.

Jan, W. Y.

Jones, R.

Jubin, D.

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

Jung, I. D.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

F. X. Kärtner, I. D. Jung, and U. Keller, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

I. D. Jung, F. X. Kärtner, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 20, 1892 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Kamp, M.

I. D. Jung, F. X. Kärtner, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 20, 1892 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 19, 2143 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 8 of 1994 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1994), paper CPD22.

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 15 of 1995 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1995), paper CWM2.

Kärtner, F. X.

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

F. X. Kärtner, I. D. Jung, and U. Keller, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

I. D. Jung, F. X. Kärtner, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 20, 1892 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

F. X. Kärtner and U. Keller, Opt. Lett. 20, 16 (1995).
[CrossRef]

Keller, U.

F. X. Kärtner, I. D. Jung, and U. Keller, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

F. X. Kärtner and U. Keller, Opt. Lett. 20, 16 (1995).
[CrossRef]

I. D. Jung, F. X. Kärtner, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 20, 1892 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

L. R. Brovelli, U. Keller, and T. H. Chiu, J. Opt. Soc. Am. B 12, 311 (1995).
[CrossRef]

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 19, 2143 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

U. Keller, D. A. B. Miller, G. D. Boyd, T. H. Chiu, J. F. Ferguson, and M. T. Asom, Opt. Lett. 17, 505 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

G. R. Jacobovitz-Veselka, U. Keller, and M. T. Asom, Opt. Lett. 17, 1791 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 8 of 1994 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1994), paper CPD22.

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 15 of 1995 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1995), paper CWM2.

Knox, W. H.

Kopf, D.

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 19, 2143 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 15 of 1995 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1995), paper CWM2.

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 8 of 1994 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1994), paper CPD22.

Krupke, W. F.

Kway, W. L.

Matuschek, N.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

Mellish, P. M.

P. M. Mellish, P. M. W. French, J. R. Taylor, P. J. Delfyett, and L. T. Florez, Electron. Lett. 30, 223 (1994).
[CrossRef]

Mellish, R.

Miller, D. A. B.

Moser, M.

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

Newkirk, H.

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[CrossRef]

Payne, S. A.

Poel, C. J. v. d.

Skidmore, J. A.

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

Smith, L. K.

Solarz, R. W.

Stalder, M.

Strässle, T.

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

Tassano, J. H.

Taylor, J. R.

R. Mellish, N. P. Barry, S. C. W. Hyde, R. Jones, P. M. W. French, J. R. Taylor, C. J. v. d. Poel, and A. Valster, Opt. Lett. 20, 2312 (1995).
[CrossRef]

P. M. Mellish, P. M. W. French, J. R. Taylor, P. J. Delfyett, and L. T. Florez, Electron. Lett. 30, 223 (1994).
[CrossRef]

Tsuda, S.

Valster, A.

Weingarten, K. J.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, Opt. Lett. 19, 2143 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 15 of 1995 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1995), paper CWM2.

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 8 of 1994 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1994), paper CPD22.

Zhang, G.

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (1)

S. Tsuda, W. H. Knox, and S. T. Cundiff, Appl. Phys. Lett. 69, 1538 (1996).
[CrossRef]

Electron. Lett. (1)

P. M. Mellish, P. M. W. French, J. R. Taylor, P. J. Delfyett, and L. T. Florez, Electron. Lett. 30, 223 (1994).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. (2)

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

F. X. Kärtner, I. D. Jung, and U. Keller, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2 (1996).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[CrossRef]

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

Opt. Lett. (9)

Proc. SPIE (1)

D. Kopf, T. Strässle, G. Zhang, F. X. Kärtner, U. Keller, M. Moser, D. Jubin, K. J. Weingarten, R. J. Beach, M. A. Emanuel, and J. A. Skidmore, Proc. SPIE 2701, 11 (1996).
[CrossRef]

Other (2)

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. R. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 15 of 1995 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1995), paper CWM2.

D. Kopf, K. J. Weingarten, L. Brovelli, M. Kamp, and U. Keller, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 8 of 1994 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1994), paper CPD22.

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

Structure of the broadband low-finesse A-FPSA with an expanded view of the top layers of the structure, including the standing-wave intensity patterns for three different wavelengths with the same intensity incident upon the device. LT, low-temperature grown; z, position vertical to sample surface.

Fig. 2
Fig. 2

Femtosecond diode-pumped Cr:LiSAF laser setup. The graph is an autocorrelation of the shortest pulses obtained at an average output power of 105  mW. The corresponding spectrum is shown as a solid curve in Fig.  3. ROC, radius of curvature.

Fig. 3
Fig. 3

Bottom: Different pulse spectra as the center wavelength is tuned by a moving-slit aperture (left-hand scale), and measured reflectivity of the broadband low-finesse A-FPSA with a variation of less than 1.5% over the tuning range (dotted curve, right-hand scale). Top: Corresponding measured pulse widths (right-hand scale) and output powers (left-hand scale).

Metrics