Abstract

We have demonstrated 175-fs pulses with 1  W and 300-fs pulses with 1.2  W of average output power at a pulse repetition rate of 117  MHz from a Nd:phosphate (Schott LG 760) glass laser pumped by a 1-cm-wide, 20-W diode laser bar. Stable soliton mode locking was achieved by use of an intracavity semiconductor saturable absorber mirror. We obtained more than 2  W of average power without mode locking. Using cylindrical cavity mirrors, we adapted the laser mode inside the Nd:glass to the highly elliptical pump beam in both dimensions (tangential and sagittal axes) while maintaining a nearly ideal circular TEM00 output beam with M21.2. Overpumping the laser mode in the tangential plane and efficient unidirectional heat removal in the sagittal plane using a 0.8-mm thin Nd:glass also contributed to the good output-beam quality.

© 1998 Optical Society of America

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Opt. Lett.

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Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic setup of the high-power Nd:glass laser pumped by a 1-cm diode laser bar. The solid lines represent the beam in the mode-locked cavity, and the dotted lines indicate the cw laser setup. R, radius of curvature of the concave spherical mirrors; Rsag, radius of curvature of the cylindrical mirrors; L1, L2, lenses; OC, output coupler. The inset shows the laser and pump modes and the calculated temperature profiles (i.e., Tsag and Ttan) at the flat end of the glass.

Fig. 2
Fig. 2

Transverse mode at 2-W cw output power. The line plots represent the cross-section intensity profiles in the sagittal and the tangential planes. The dashed curves are fits assuming ideal Gaussian beam shapes.

Fig. 3
Fig. 3

Measured cw output power at 1054 nm as a function of absorbed pump power from the diode laser. The output coupling was 3%, and the Nd:glass heat sink was kept at a temperature of 18 °C. The cavity was realigned for each pump power.

Fig. 4
Fig. 4

Typical noncollinear autocorrelation of 175-fs pulses at a total output power of 1.0  W. Inset, corresponding spectrum centered at 1056.6  nm. Dotted curves, fits assuming an ideal sech2 pulse and spectrum (inset) shape.

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