Abstract

We obtained 74-kW peak power and 3.5-W average output power in 1-ps pulses from a diode-pumped Yb:YAG laser at 1030 nm that was passively mode locked with a semiconductor saturable-absorber mirror. Another laser produced 57-kW peak power and as much as 8.1-W average output power in 2.2-ps pulses, split into two nearly diffraction-limited beams M2<1.2. To our knowledge, these are by far the highest reported peak and average output powers from a diode-pumped mode-locked laser in this pulse-duration regime.

© 1999 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. B. Ruffing, A. Nebel, and R. Wallenstein, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1998), paper CWB2.
  2. G. J. Spühler, R. Paschotta, U. Keller, M. Moser, M. J. P. Dymott, D. Kopf, J. Meyer, K. J. Weingarten, J. D. Kmetec, J. Alexander, and G. Truong, Opt. Lett. 24, 528 (1999).
    [CrossRef]
  3. L. D. DeLoach, S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 29, 1179 (1993).
    [CrossRef]
  4. C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).
  5. A. Giesen, H. Hügel, A. Voss, K. Wittig, U. Brauch, and H. Opower, Appl. Phys. B 58, 363 (1994).
    [CrossRef]
  6. C. Hönninger, R. Paschotta, F. Morier-Genoud, M. Moser, and U. Keller, J. Opt. Soc. Am. B 16, 46 (1999).
    [CrossRef]
  7. D. Kopf, J. Aus der Au, U. Keller, G. L. Bona, and P. Roentgen, Opt. Lett. 20, 1782 (1995).
    [CrossRef]
  8. W. A. Clarkson and D. C. Hanna, Opt. Lett. 21, 375 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. V. Magni, J. Opt. Soc. Am. A 4, 1962 (1987).
    [CrossRef]
  10. F. X. Kärtner and U. Keller, Opt. Lett. 20, 16 (1995).
    [CrossRef]
  11. 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]
  12. 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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
    [CrossRef]

1999 (3)

G. J. Spühler, R. Paschotta, U. Keller, M. Moser, M. J. P. Dymott, D. Kopf, J. Meyer, K. J. Weingarten, J. D. Kmetec, J. Alexander, and G. Truong, Opt. Lett. 24, 528 (1999).
[CrossRef]

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

C. Hönninger, R. Paschotta, F. Morier-Genoud, M. Moser, and U. Keller, J. Opt. Soc. Am. B 16, 46 (1999).
[CrossRef]

1996 (2)

W. A. Clarkson and D. C. Hanna, Opt. Lett. 21, 375 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

1995 (2)

1994 (1)

A. Giesen, H. Hügel, A. Voss, K. Wittig, U. Brauch, and H. Opower, Appl. Phys. B 58, 363 (1994).
[CrossRef]

1993 (1)

L. D. DeLoach, S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 29, 1179 (1993).
[CrossRef]

1992 (1)

1987 (1)

Alexander, J.

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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

D. Kopf, J. Aus der Au, U. Keller, G. L. Bona, and P. Roentgen, Opt. Lett. 20, 1782 (1995).
[CrossRef]

Biswal, S.

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

Bona, G. L.

Boyd, G. D.

Brauch, U.

A. Giesen, H. Hügel, A. Voss, K. Wittig, U. Brauch, and H. Opower, Appl. Phys. B 58, 363 (1994).
[CrossRef]

Braun, A.

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Chase, L. L.

L. D. DeLoach, S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 29, 1179 (1993).
[CrossRef]

Chiu, T. H.

Clarkson, W. A.

DeLoach, L. D.

L. D. DeLoach, S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 29, 1179 (1993).
[CrossRef]

Dymott, M. J. P.

Ferguson, J. F.

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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Giesen, A.

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

A. Giesen, H. Hügel, A. Voss, K. Wittig, U. Brauch, and H. Opower, Appl. Phys. B 58, 363 (1994).
[CrossRef]

Graf, M.

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

Hanna, D. C.

Hönninger, C.

C. Hönninger, R. Paschotta, F. Morier-Genoud, M. Moser, and U. Keller, J. Opt. Soc. Am. B 16, 46 (1999).
[CrossRef]

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Hügel, H.

A. Giesen, H. Hügel, A. Voss, K. Wittig, U. Brauch, and H. Opower, Appl. Phys. B 58, 363 (1994).
[CrossRef]

Johannsen, I.

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Kärtner, F. X.

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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

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

Keller, U.

Kmetec, J. D.

Kopf, D.

Krupke, W. F.

L. D. DeLoach, S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 29, 1179 (1993).
[CrossRef]

Kway, W. L.

L. D. DeLoach, S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 29, 1179 (1993).
[CrossRef]

Magni, V.

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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Meyer, J.

Miller, D. A. B.

Morier-Genoud, F.

C. Hönninger, R. Paschotta, F. Morier-Genoud, M. Moser, and U. Keller, J. Opt. Soc. Am. B 16, 46 (1999).
[CrossRef]

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

Moser, M.

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

G. J. Spühler, R. Paschotta, U. Keller, M. Moser, M. J. P. Dymott, D. Kopf, J. Meyer, K. J. Weingarten, J. D. Kmetec, J. Alexander, and G. Truong, Opt. Lett. 24, 528 (1999).
[CrossRef]

C. Hönninger, R. Paschotta, F. Morier-Genoud, M. Moser, and U. Keller, J. Opt. Soc. Am. B 16, 46 (1999).
[CrossRef]

Mourou, G. A.

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

Nebel, A.

B. Ruffing, A. Nebel, and R. Wallenstein, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1998), paper CWB2.

Nees, J.

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

Opower, H.

A. Giesen, H. Hügel, A. Voss, K. Wittig, U. Brauch, and H. Opower, Appl. Phys. B 58, 363 (1994).
[CrossRef]

Paschotta, R.

C. Hönninger, R. Paschotta, F. Morier-Genoud, M. Moser, and U. Keller, J. Opt. Soc. Am. B 16, 46 (1999).
[CrossRef]

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

G. J. Spühler, R. Paschotta, U. Keller, M. Moser, M. J. P. Dymott, D. Kopf, J. Meyer, K. J. Weingarten, J. D. Kmetec, J. Alexander, and G. Truong, Opt. Lett. 24, 528 (1999).
[CrossRef]

Payne, S. A.

L. D. DeLoach, S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 29, 1179 (1993).
[CrossRef]

Roentgen, P.

Ruffing, B.

B. Ruffing, A. Nebel, and R. Wallenstein, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1998), paper CWB2.

Seeber, W.

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

Smith, L. K.

L. D. DeLoach, S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 29, 1179 (1993).
[CrossRef]

Spühler, G. J.

Truong, G.

Voss, A.

A. Giesen, H. Hügel, A. Voss, K. Wittig, U. Brauch, and H. Opower, Appl. Phys. B 58, 363 (1994).
[CrossRef]

Wallenstein, R.

B. Ruffing, A. Nebel, and R. Wallenstein, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1998), paper CWB2.

Weingarten, K. J.

G. J. Spühler, R. Paschotta, U. Keller, M. Moser, M. J. P. Dymott, D. Kopf, J. Meyer, K. J. Weingarten, J. D. Kmetec, J. Alexander, and G. Truong, Opt. Lett. 24, 528 (1999).
[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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Wittig, K.

A. Giesen, H. Hügel, A. Voss, K. Wittig, U. Brauch, and H. Opower, Appl. Phys. B 58, 363 (1994).
[CrossRef]

Zhang, G.

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

Appl. Phys. B (2)

C. Hönninger, R. Paschotta, M. Graf, F. Morier-Genoud, G. Zhang, M. Moser, S. Biswal, J. Nees, A. Braun, G. A. Mourou, I. Johannsen, A. Giesen, W. Seeber, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 3 (1999).

A. Giesen, H. Hügel, A. Voss, K. Wittig, U. Brauch, and H. Opower, Appl. Phys. B 58, 363 (1994).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

L. D. DeLoach, S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 29, 1179 (1993).
[CrossRef]

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

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. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (1)

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Opt. Lett. (5)

Other (1)

B. Ruffing, A. Nebel, and R. Wallenstein, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1998), paper CWB2.

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

Schematic of the high-power Yb:YAG laser pumped by two polarization-coupled 40-W diode bars: ML, mode-locked; R’s, radii of curvature of the concave spherical mirrors; Rsagittal, radius of curvature of the cylindrical mirror; SESAM, semiconductor saturable-absorber mirror; HR, highly reflecting mirror; OC’s, output couplers; GTI, Gires–Tournois interferometer. Inset, pump beam and laser mode at the flat end of the 1.0-mm-thick Yb:YAG slab.

Fig. 2
Fig. 2

Measured output power in cw operation at 1.03 µm as a function of incident pump power.

Fig. 3
Fig. 3

Intensity autocorrelation trace and spectrum (inset) of the 2.2-ps pulse obtained from the soliton mode-locked Yb:YAG laser. The total output power (in two beams) was 8.1 W. Dotted curves, fits assuming an ideal sech2 pulse.

Metrics