Abstract

We demonstrate the suitability of a simple continuous-wave-pumped transition-metal-ion-doped waveguide as a broadband light source in the wavelength region 600–1000  nm for interferometric applications. Spatially coherent (single mode in the confined direction), spectrally broadband 130nm FWHM luminescence with output powers of several hundreds of microwatts is obtained from a Ti:sapphire planar waveguide with incident pump powers from an Ar-ion laser of up to 1  W. This result represents an increase in power by several orders of magnitude from previously reported simple broadband light sources in this wavelength range.

© 2001 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. C. Youngquist, S. Carr, and D. E. N. Davies, Opt. Lett. 12, 158 (1987).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. H. H. Gilgen, R. P. Novàk, and R. P. Salathé, J. Lightwave Technol. 7, 1225 (1989).
    [CrossRef]
  3. D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 1, 157 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. P. Albers, E. Stark, and G. Huber, J. Opt. Soc. Am. B 3, 134 (1986).
    [CrossRef]
  6. X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).
    [CrossRef]
  7. X. Peng, L. Liu, J. Wu, Y. Li, Z. Hou, L. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Opt. Lett. 25, 314 (2000).
    [CrossRef]
  8. U. Morgner, F. X. Kärtner, S. H. Cho, Y. Chen, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, V. Scheuer, G. Angelow, and T. Tschudi, Opt. Lett. 24, 411 (1999).
    [CrossRef]
  9. W. Drexler, U. Morgner, F. X. Kärtner, C. Pitris, S. A. Boppart, X. D. Li, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 24, 1221 (1999).
    [CrossRef]
  10. G. Cerullo, M. Nisoli, S. Stagira, and S. De Silvestri, Opt. Lett. 23, 1283 (1998).
    [CrossRef]
  11. J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
    [CrossRef]
  12. A. F. Fercher, C. K. Hitzenberger, M. Sticker, E. Moreno-Barriuso, R. Leitgeb, W. Drexler, and H. Sattmann, Opt. Commun. 185, 57 (2000).
    [CrossRef]
  13. A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
    [CrossRef]
  14. A. C. DeFranzo and B. G. Pazol, Appl. Opt. 32, 2224 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. H. Eilers, E. Strauss, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 45, 9604 (1992).
    [CrossRef]
  16. C. F. Bohren and D. R. Huffmann, Absorption and Scattering of Light by Small Particles (Wiley, New York, 1983).
  17. Beijing Jubo Photoelectric Technology Co., Ltd. ( http://www.jubochina.com ), data sheet on titanium (III) oxide.
  18. A. A. Anderson, “Crystalline planar waveguide lasers fabricated by pulsed laser deposition,” Ph.D. dissertation (University of Southampton, Southampton, UK, 1998).
  19. L. M. B. Hickey, “Ti:sapphire waveguide laser by the thermal diffusion of Ti into sapphire,” Ph.D. dissertation (University of Southampton, Southampton, UK, 1998).
  20. A. A. Anderson, R. W. Eason, L. M. B. Hickey, M. Jelinek, C. Grivas, D. S. Gill, and N. A. Vainos, Opt. Lett. 22, 1556 (1997).
    [CrossRef]
  21. R. P. Willmott, P. Manoravi, J. R. Huber, T. Greber, T. A. Murray, and K. Holliday, Opt. Lett. 24, 1581 (1999).
    [CrossRef]

2000 (3)

X. Peng, L. Liu, J. Wu, Y. Li, Z. Hou, L. Xu, W. Wang, F. Li, and M. Ye, Opt. Lett. 25, 314 (2000).
[CrossRef]

J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
[CrossRef]

A. F. Fercher, C. K. Hitzenberger, M. Sticker, E. Moreno-Barriuso, R. Leitgeb, W. Drexler, and H. Sattmann, Opt. Commun. 185, 57 (2000).
[CrossRef]

1999 (3)

1998 (1)

1997 (2)

A. A. Anderson, R. W. Eason, L. M. B. Hickey, M. Jelinek, C. Grivas, D. S. Gill, and N. A. Vainos, Opt. Lett. 22, 1556 (1997).
[CrossRef]

A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 1, 157 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

1993 (1)

1992 (2)

H. Eilers, E. Strauss, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 45, 9604 (1992).
[CrossRef]

X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).
[CrossRef]

1991 (1)

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

1989 (1)

H. H. Gilgen, R. P. Novàk, and R. P. Salathé, J. Lightwave Technol. 7, 1225 (1989).
[CrossRef]

1987 (1)

1986 (1)

Albers, P.

Anderson, A. A.

A. A. Anderson, R. W. Eason, L. M. B. Hickey, M. Jelinek, C. Grivas, D. S. Gill, and N. A. Vainos, Opt. Lett. 22, 1556 (1997).
[CrossRef]

A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
[CrossRef]

A. A. Anderson, “Crystalline planar waveguide lasers fabricated by pulsed laser deposition,” Ph.D. dissertation (University of Southampton, Southampton, UK, 1998).

Angelow, G.

Bohren, C. F.

C. F. Bohren and D. R. Huffmann, Absorption and Scattering of Light by Small Particles (Wiley, New York, 1983).

Boppart, S. A.

Carr, S.

Cerullo, G.

Chang, W.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Chen, Y.

Cho, S. H.

Clivaz, X.

X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).
[CrossRef]

Davies, D. E. N.

De Silvestri, S.

DeFranzo, A. C.

Drexler, W.

A. F. Fercher, C. K. Hitzenberger, M. Sticker, E. Moreno-Barriuso, R. Leitgeb, W. Drexler, and H. Sattmann, Opt. Commun. 185, 57 (2000).
[CrossRef]

W. Drexler, U. Morgner, F. X. Kärtner, C. Pitris, S. A. Boppart, X. D. Li, E. P. Ippen, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 24, 1221 (1999).
[CrossRef]

Eason, R. W.

A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
[CrossRef]

A. A. Anderson, R. W. Eason, L. M. B. Hickey, M. Jelinek, C. Grivas, D. S. Gill, and N. A. Vainos, Opt. Lett. 22, 1556 (1997).
[CrossRef]

Eilers, H.

H. Eilers, E. Strauss, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 45, 9604 (1992).
[CrossRef]

Fercher, A. F.

A. F. Fercher, C. K. Hitzenberger, M. Sticker, E. Moreno-Barriuso, R. Leitgeb, W. Drexler, and H. Sattmann, Opt. Commun. 185, 57 (2000).
[CrossRef]

A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 1, 157 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Flotte, T.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Fotakis, C.

A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
[CrossRef]

Fujimoto, J. G.

Gilgen, H. H.

H. H. Gilgen, R. P. Novàk, and R. P. Salathé, J. Lightwave Technol. 7, 1225 (1989).
[CrossRef]

Gill, D. S.

Greber, T.

Gregory, K.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Grivas, C.

A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
[CrossRef]

A. A. Anderson, R. W. Eason, L. M. B. Hickey, M. Jelinek, C. Grivas, D. S. Gill, and N. A. Vainos, Opt. Lett. 22, 1556 (1997).
[CrossRef]

Haus, H. A.

Hee, M. R.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Hickey, L. M. B.

A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
[CrossRef]

A. A. Anderson, R. W. Eason, L. M. B. Hickey, M. Jelinek, C. Grivas, D. S. Gill, and N. A. Vainos, Opt. Lett. 22, 1556 (1997).
[CrossRef]

L. M. B. Hickey, “Ti:sapphire waveguide laser by the thermal diffusion of Ti into sapphire,” Ph.D. dissertation (University of Southampton, Southampton, UK, 1998).

Hitzenberger, C. K.

A. F. Fercher, C. K. Hitzenberger, M. Sticker, E. Moreno-Barriuso, R. Leitgeb, W. Drexler, and H. Sattmann, Opt. Commun. 185, 57 (2000).
[CrossRef]

Holliday, K.

Hou, Z.

Huang, D.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Huber, G.

Huber, J. R.

Huffmann, D. R.

C. F. Bohren and D. R. Huffmann, Absorption and Scattering of Light by Small Particles (Wiley, New York, 1983).

Ippen, E. P.

Jelinek, M.

A. A. Anderson, R. W. Eason, L. M. B. Hickey, M. Jelinek, C. Grivas, D. S. Gill, and N. A. Vainos, Opt. Lett. 22, 1556 (1997).
[CrossRef]

A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
[CrossRef]

Kärtner, F. X.

Lane, D.

A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
[CrossRef]

Leitgeb, R.

A. F. Fercher, C. K. Hitzenberger, M. Sticker, E. Moreno-Barriuso, R. Leitgeb, W. Drexler, and H. Sattmann, Opt. Commun. 185, 57 (2000).
[CrossRef]

Li, F.

Li, X. D.

Li, Y.

Lin, C. P.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Liu, L.

Manoravi, P.

Marquis-Weible, F.

X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).
[CrossRef]

Moreno-Barriuso, E.

A. F. Fercher, C. K. Hitzenberger, M. Sticker, E. Moreno-Barriuso, R. Leitgeb, W. Drexler, and H. Sattmann, Opt. Commun. 185, 57 (2000).
[CrossRef]

Morgner, U.

Murray, T. A.

Nisoli, M.

Novàk, R. P.

H. H. Gilgen, R. P. Novàk, and R. P. Salathé, J. Lightwave Technol. 7, 1225 (1989).
[CrossRef]

Pazol, B. G.

Peng, X.

Pitris, C.

Puliafito, C. A.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Ranka, J. K.

Rogers, K.

A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
[CrossRef]

Salathé, R. P.

X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).
[CrossRef]

H. H. Gilgen, R. P. Novàk, and R. P. Salathé, J. Lightwave Technol. 7, 1225 (1989).
[CrossRef]

Sattmann, H.

A. F. Fercher, C. K. Hitzenberger, M. Sticker, E. Moreno-Barriuso, R. Leitgeb, W. Drexler, and H. Sattmann, Opt. Commun. 185, 57 (2000).
[CrossRef]

Scheuer, V.

Schuman, J. S.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Stagira, S.

Stark, E.

Stentz, A. J.

Sticker, M.

A. F. Fercher, C. K. Hitzenberger, M. Sticker, E. Moreno-Barriuso, R. Leitgeb, W. Drexler, and H. Sattmann, Opt. Commun. 185, 57 (2000).
[CrossRef]

Stinson, W. G.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Strauss, E.

H. Eilers, E. Strauss, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 45, 9604 (1992).
[CrossRef]

Swanson, E. A.

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Tschudi, T.

Vainos, N. A.

Wang, W.

Willmott, R. P.

Windeler, R. S.

Wu, J.

Xu, L.

Ye, M.

Yen, W. M.

H. Eilers, E. Strauss, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 45, 9604 (1992).
[CrossRef]

Youngquist, R. C.

Appl. Opt. (1)

Electron. Lett. (1)

X. Clivaz, F. Marquis-Weible, and R. P. Salathé, Electron. Lett. 28, 1553 (1992).
[CrossRef]

J. Biomed. Opt. (1)

A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 1, 157 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

J. Lightwave Technol. (1)

H. H. Gilgen, R. P. Novàk, and R. P. Salathé, J. Lightwave Technol. 7, 1225 (1989).
[CrossRef]

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

Opt. Commun. (1)

A. F. Fercher, C. K. Hitzenberger, M. Sticker, E. Moreno-Barriuso, R. Leitgeb, W. Drexler, and H. Sattmann, Opt. Commun. 185, 57 (2000).
[CrossRef]

Opt. Lett. (8)

Phys. Rev. B (1)

H. Eilers, E. Strauss, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 45, 9604 (1992).
[CrossRef]

Science (1)

D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, K. Gregory, C. A. Puliafito, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Thin Solid Films (1)

A. A. Anderson, R. W. Eason, M. Jelinek, C. Grivas, D. Lane, K. Rogers, L. M. B. Hickey, and C. Fotakis, Thin Solid Films 300, 68 (1997).
[CrossRef]

Other (4)

C. F. Bohren and D. R. Huffmann, Absorption and Scattering of Light by Small Particles (Wiley, New York, 1983).

Beijing Jubo Photoelectric Technology Co., Ltd. ( http://www.jubochina.com ), data sheet on titanium (III) oxide.

A. A. Anderson, “Crystalline planar waveguide lasers fabricated by pulsed laser deposition,” Ph.D. dissertation (University of Southampton, Southampton, UK, 1998).

L. M. B. Hickey, “Ti:sapphire waveguide laser by the thermal diffusion of Ti into sapphire,” Ph.D. dissertation (University of Southampton, Southampton, UK, 1998).

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

Mode profile of a 10μm-thick Ti:sapphire planar waveguide.

Fig. 2
Fig. 2

Luminescence spectra (solid curves) of the Ti:sapphire planar waveguide with (132 nm FWHM) and without (122 nm FWHM) an incoupling mirror; the transmission of incoupling mirror is shown by the dotted  curve.

Fig. 3
Fig. 3

Input–output curves of the Ar-ion-pumped Ti:sapphire planar waveguide with and without an incoupling mirror.

Equations (1)

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

ε-εmε+2εm=Xεi-εmεi+2εm.

Metrics