Abstract

Cross-phase modulation in optical fibers has been used for complete characterization of ultrashort pulses by a modified frequency-resolved optical gating (FROG) measurement technique. This technique has been used for characterization of picosecond pulses at 1.5 µm with energy as low as 24  pJ, and the results are in excellent agreement with second-harmonic generation (SHG)–FROG characterization. The use of an optical waveguide gives measurement sensitivity comparable with that of SHG–FROG but without any temporal ambiguity in the retrieved pulse.

© 1998 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, and B. A. Richman, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
    [CrossRef]
  2. G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
    [CrossRef]
  3. J. M. Dudley, L. P. Barry, P. G. Bollond, J. D. Harvey, R. Leonhardt, and P. D. Drummond, Opt. Lett. 22, 457 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. S. A. Diddams, H. K. Eaton, A. A. Zozulya, and T. S. Clement, Opt. Lett. 23, 379 (1998).
    [CrossRef]
  5. L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997); P. G. Bollond, L. P. Barry, J. M. Dudley, R. Leonhardt, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 343 (1998).
    [CrossRef]
  6. L. P. Barry, B. C. Thomson, J. M. Dudley, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 935 (1998).
    [CrossRef]
  7. K. W. DeLong, R. Trebino, J. Hunter, and W. E. White, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2206 (1994).
    [CrossRef]
  8. K. W. DeLong, R. Trebino, and D. J. Kane, J. Opt. Soc. Am. B 11, 1595 (1994).
    [CrossRef]
  9. T. Tsang, M. A. Krumbügel, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, Opt. Lett. 21, 1381 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics (Academic, San Francisco, Calif., 1995).
  11. M. A. Franco, H. R. Lange, J. F. Ripoche, B. S. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 140, 331 (1997).
    [CrossRef]
  12. D. N. Fittinghoff, K. W. DeLong, R. Trebino, and C. L. Ladera, J. Opt. Soc. Am. B 12, 1955 (1995).
    [CrossRef]
  13. For chirped pulses this result is generalized by replacement of T0 with the reciprocal of the initial rms pulse bandwidth ??rms in the dispersion-length expressions.

1998 (2)

L. P. Barry, B. C. Thomson, J. M. Dudley, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 935 (1998).
[CrossRef]

S. A. Diddams, H. K. Eaton, A. A. Zozulya, and T. S. Clement, Opt. Lett. 23, 379 (1998).
[CrossRef]

1997 (4)

J. M. Dudley, L. P. Barry, P. G. Bollond, J. D. Harvey, R. Leonhardt, and P. D. Drummond, Opt. Lett. 22, 457 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Franco, H. R. Lange, J. F. Ripoche, B. S. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 140, 331 (1997).
[CrossRef]

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, and B. A. Richman, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997); P. G. Bollond, L. P. Barry, J. M. Dudley, R. Leonhardt, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 343 (1998).
[CrossRef]

1996 (2)

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

T. Tsang, M. A. Krumbügel, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, Opt. Lett. 21, 1381 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

1995 (1)

1994 (2)

Agrawal, G. P.

G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics (Academic, San Francisco, Calif., 1995).

Barry, L. P.

L. P. Barry, B. C. Thomson, J. M. Dudley, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 935 (1998).
[CrossRef]

J. M. Dudley, L. P. Barry, P. G. Bollond, J. D. Harvey, R. Leonhardt, and P. D. Drummond, Opt. Lett. 22, 457 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Bollond, P. G.

Christov, I. P.

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

Clement, T. S.

DeLong, K. W.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, and B. A. Richman, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

T. Tsang, M. A. Krumbügel, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, Opt. Lett. 21, 1381 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

D. N. Fittinghoff, K. W. DeLong, R. Trebino, and C. L. Ladera, J. Opt. Soc. Am. B 12, 1955 (1995).
[CrossRef]

K. W. DeLong, R. Trebino, and D. J. Kane, J. Opt. Soc. Am. B 11, 1595 (1994).
[CrossRef]

K. W. DeLong, R. Trebino, J. Hunter, and W. E. White, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2206 (1994).
[CrossRef]

Diddams, S. A.

Drummond, P. D.

Dudley, J. M.

L. P. Barry, B. C. Thomson, J. M. Dudley, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 935 (1998).
[CrossRef]

J. M. Dudley, L. P. Barry, P. G. Bollond, J. D. Harvey, R. Leonhardt, and P. D. Drummond, Opt. Lett. 22, 457 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Eaton, H. K.

Fittinghoff, D. N.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, and B. A. Richman, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

T. Tsang, M. A. Krumbügel, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, Opt. Lett. 21, 1381 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

D. N. Fittinghoff, K. W. DeLong, R. Trebino, and C. L. Ladera, J. Opt. Soc. Am. B 12, 1955 (1995).
[CrossRef]

Franco, M. A.

M. A. Franco, H. R. Lange, J. F. Ripoche, B. S. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 140, 331 (1997).
[CrossRef]

Harvey, J. D.

L. P. Barry, B. C. Thomson, J. M. Dudley, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 935 (1998).
[CrossRef]

J. M. Dudley, L. P. Barry, P. G. Bollond, J. D. Harvey, R. Leonhardt, and P. D. Drummond, Opt. Lett. 22, 457 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Haus, H. A.

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997); P. G. Bollond, L. P. Barry, J. M. Dudley, R. Leonhardt, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 343 (1998).
[CrossRef]

Hunter, J.

Ippen, E. P.

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997); P. G. Bollond, L. P. Barry, J. M. Dudley, R. Leonhardt, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 343 (1998).
[CrossRef]

Jones, D. J.

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997); P. G. Bollond, L. P. Barry, J. M. Dudley, R. Leonhardt, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 343 (1998).
[CrossRef]

Kane, D. J.

Kapteyn, H. C.

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

Krumbügel, M. A.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, and B. A. Richman, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

T. Tsang, M. A. Krumbügel, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, Opt. Lett. 21, 1381 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

Ladera, C. L.

Lange, H. R.

M. A. Franco, H. R. Lange, J. F. Ripoche, B. S. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 140, 331 (1997).
[CrossRef]

Leonhardt, R.

Murnane, M. M.

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

Mysyrowicz, A.

M. A. Franco, H. R. Lange, J. F. Ripoche, B. S. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 140, 331 (1997).
[CrossRef]

Nelson, L. E.

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997); P. G. Bollond, L. P. Barry, J. M. Dudley, R. Leonhardt, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 343 (1998).
[CrossRef]

Prade, B. S.

M. A. Franco, H. R. Lange, J. F. Ripoche, B. S. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 140, 331 (1997).
[CrossRef]

Richman, B. A.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, and B. A. Richman, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Ripoche, J. F.

M. A. Franco, H. R. Lange, J. F. Ripoche, B. S. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 140, 331 (1997).
[CrossRef]

Rundquist, A.

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

Sweetser, J. N.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, and B. A. Richman, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

Taft, G.

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

Tamura, K.

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997); P. G. Bollond, L. P. Barry, J. M. Dudley, R. Leonhardt, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 343 (1998).
[CrossRef]

Thomson, B. C.

L. P. Barry, B. C. Thomson, J. M. Dudley, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 935 (1998).
[CrossRef]

Trebino, R.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, and B. A. Richman, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

T. Tsang, M. A. Krumbügel, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, Opt. Lett. 21, 1381 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

D. N. Fittinghoff, K. W. DeLong, R. Trebino, and C. L. Ladera, J. Opt. Soc. Am. B 12, 1955 (1995).
[CrossRef]

K. W. DeLong, R. Trebino, and D. J. Kane, J. Opt. Soc. Am. B 11, 1595 (1994).
[CrossRef]

K. W. DeLong, R. Trebino, J. Hunter, and W. E. White, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2206 (1994).
[CrossRef]

Tsang, T.

White, W. E.

Zozulya, A. A.

Appl. Phys. B (1)

L. E. Nelson, D. J. Jones, K. Tamura, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Appl. Phys. B 65, 277 (1997); P. G. Bollond, L. P. Barry, J. M. Dudley, R. Leonhardt, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 343 (1998).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. (1)

G. Taft, A. Rundquist, M. M. Murnane, I. P. Christov, H. C. Kapteyn, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, M. A. Krumbügel, J. N. Sweetser, and R. Trebino, IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. 2, 575 (1996).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

L. P. Barry, B. C. Thomson, J. M. Dudley, and J. D. Harvey, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 935 (1998).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (3)

Opt. Commun. (1)

M. A. Franco, H. R. Lange, J. F. Ripoche, B. S. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 140, 331 (1997).
[CrossRef]

Opt. Lett. (3)

Rev. Sci. Instrum. (1)

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, and B. A. Richman, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Other (2)

G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics (Academic, San Francisco, Calif., 1995).

For chirped pulses this result is generalized by replacement of T0 with the reciprocal of the initial rms pulse bandwidth ??rms in the dispersion-length expressions.

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 for fiber FROG measurements. See text for definitions.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Measured fiber–FROG trace, (b) background-free fiber FROG trace, and (c) measured SHG–FROG trace.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Retrieved intensity (solid curve, left axis) and phase (dashed curve, right axis) from the fiber FROG trace compared with the corresponding results from the SHG–FROG trace (circles). (b), (c) Measured autocorrelation and spectrum (solid curves), respectively, compared with those calculated from the retrieved pulse (circles). The dashed curve in (b) is the autocorrelation calculated from the delay marginal discussed in the text.

Equations (2)

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

ESIGt,τ=EtexpiγL23Et2+43Et-τ2.
ISIGω,τ=EtexpiγL23Et2+43Et-τ2expiωtdt2,

Metrics