Abstract

A new, efficient, intracavity scheme for terahertz generation in femtosecond mode-locked Ti:sapphire lasers is proposed and demonstrated. The terahertz radiation is generated by a transient photocurrent in a GaAs layer grown on a fast semiconductor saturable absorber mirror. The average terahertz output radiation power is voltage controlled and can be electrically modulated at frequencies up to 100 kHz.

© 2002 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Grischkowsky, S. Keiding, M. van Exter, and Ch. Fattiger, J. Opt. Soc. Am. B 7, 2006 (1990).
    [CrossRef]
  2. D. M. Mittleman, R. H. Jacobsen, and M. C. Nuss, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 679 (1996).
    [CrossRef]
  3. N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
    [CrossRef]
  4. N. Sarukura, H. Ohtake, Z. Liu, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L125 (1998).
    [CrossRef]
  5. Z. Liu, S. Ono, H. Ohtake, N. Sarukura, Tze-An Liu, K.-F. Huang, and C.-L. Pan, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L366 (2000).
    [CrossRef]
  6. P. R. Smith, D. H. Auston, and M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
    [CrossRef]
  7. U. Keller and H. Roskos, Opt. Lett. 15, 1377 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. S. Tsuda, W. H. Knox, E. A. de Souza, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, Opt. Lett. 22, 1406 (1995).
    [CrossRef]
  9. U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]
  10. S. D. Benjamin, H. S. Loka, A. Othonos, and P. W. E. Smith, Appl. Phys. Lett. 68, 2544 (1996).
    [CrossRef]
  11. D. C. Look, Thin Solid Films 241, 61 (1993).
    [CrossRef]
  12. J. N. Heyman, P. Neocleous, D. Hebert, P. A. Crowell, T. Müller, and K. Unterrainer, Phys. Rev. B 64, 085202 (2001).
    [CrossRef]
  13. H. Ohtake, S. Ono, M. Sakai, Z. Liu, T. Tsukamota, and N. Sarukura, Appl. Phys. Lett. 76, 1398 (2000).
    [CrossRef]

2001 (1)

J. N. Heyman, P. Neocleous, D. Hebert, P. A. Crowell, T. Müller, and K. Unterrainer, Phys. Rev. B 64, 085202 (2001).
[CrossRef]

2000 (2)

H. Ohtake, S. Ono, M. Sakai, Z. Liu, T. Tsukamota, and N. Sarukura, Appl. Phys. Lett. 76, 1398 (2000).
[CrossRef]

Z. Liu, S. Ono, H. Ohtake, N. Sarukura, Tze-An Liu, K.-F. Huang, and C.-L. Pan, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L366 (2000).
[CrossRef]

1998 (1)

N. Sarukura, H. Ohtake, Z. Liu, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L125 (1998).
[CrossRef]

1997 (1)

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

1996 (3)

D. M. Mittleman, R. H. Jacobsen, and M. C. Nuss, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 679 (1996).
[CrossRef]

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]

S. D. Benjamin, H. S. Loka, A. Othonos, and P. W. E. Smith, Appl. Phys. Lett. 68, 2544 (1996).
[CrossRef]

1995 (1)

1993 (1)

D. C. Look, Thin Solid Films 241, 61 (1993).
[CrossRef]

1990 (2)

1988 (1)

P. R. Smith, D. H. Auston, and M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
[CrossRef]

Aus der Au, J.

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]

Auston, D. H.

P. R. Smith, D. H. Auston, and M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
[CrossRef]

Benjamin, S. D.

S. D. Benjamin, H. S. Loka, A. Othonos, and P. W. E. Smith, Appl. Phys. Lett. 68, 2544 (1996).
[CrossRef]

Braun, B.

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]

Crowell, P. A.

J. N. Heyman, P. Neocleous, D. Hebert, P. A. Crowell, T. Müller, and K. Unterrainer, Phys. Rev. B 64, 085202 (2001).
[CrossRef]

Cunningham, J. E.

de Souza, E. A.

Fattiger, Ch.

Fluck, R.

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]

Grischkowsky, D.

Hebert, D.

J. N. Heyman, P. Neocleous, D. Hebert, P. A. Crowell, T. Müller, and K. Unterrainer, Phys. Rev. B 64, 085202 (2001).
[CrossRef]

Heyman, J. N.

J. N. Heyman, P. Neocleous, D. Hebert, P. A. Crowell, T. Müller, and K. Unterrainer, Phys. Rev. B 64, 085202 (2001).
[CrossRef]

Hönninger, C.

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]

Huang, K.-F.

Z. Liu, S. Ono, H. Ohtake, N. Sarukura, Tze-An Liu, K.-F. Huang, and C.-L. Pan, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L366 (2000).
[CrossRef]

Itatani, T.

N. Sarukura, H. Ohtake, Z. Liu, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L125 (1998).
[CrossRef]

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

Izumida, S.

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

Jacobsen, R. H.

D. M. Mittleman, R. H. Jacobsen, and M. C. Nuss, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 679 (1996).
[CrossRef]

Jan, W. Y.

Jung, I. D.

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]

Keiding, S.

Keller, U.

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]

U. Keller and H. Roskos, Opt. Lett. 15, 1377 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

Knox, W. H.

Korf, D.

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]

Liu, Tze-An

Z. Liu, S. Ono, H. Ohtake, N. Sarukura, Tze-An Liu, K.-F. Huang, and C.-L. Pan, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L366 (2000).
[CrossRef]

Liu, Z.

H. Ohtake, S. Ono, M. Sakai, Z. Liu, T. Tsukamota, and N. Sarukura, Appl. Phys. Lett. 76, 1398 (2000).
[CrossRef]

Z. Liu, S. Ono, H. Ohtake, N. Sarukura, Tze-An Liu, K.-F. Huang, and C.-L. Pan, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L366 (2000).
[CrossRef]

N. Sarukura, H. Ohtake, Z. Liu, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L125 (1998).
[CrossRef]

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

Loka, H. S.

S. D. Benjamin, H. S. Loka, A. Othonos, and P. W. E. Smith, Appl. Phys. Lett. 68, 2544 (1996).
[CrossRef]

Look, D. C.

D. C. Look, Thin Solid Films 241, 61 (1993).
[CrossRef]

Matuschek, N.

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]

Mittleman, D. M.

D. M. Mittleman, R. H. Jacobsen, and M. C. Nuss, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 679 (1996).
[CrossRef]

Müller, T.

J. N. Heyman, P. Neocleous, D. Hebert, P. A. Crowell, T. Müller, and K. Unterrainer, Phys. Rev. B 64, 085202 (2001).
[CrossRef]

Nakagawa, T.

N. Sarukura, H. Ohtake, Z. Liu, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L125 (1998).
[CrossRef]

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

Neocleous, P.

J. N. Heyman, P. Neocleous, D. Hebert, P. A. Crowell, T. Müller, and K. Unterrainer, Phys. Rev. B 64, 085202 (2001).
[CrossRef]

Nuss, M. C.

D. M. Mittleman, R. H. Jacobsen, and M. C. Nuss, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 679 (1996).
[CrossRef]

P. R. Smith, D. H. Auston, and M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
[CrossRef]

Ohtake, H.

Z. Liu, S. Ono, H. Ohtake, N. Sarukura, Tze-An Liu, K.-F. Huang, and C.-L. Pan, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L366 (2000).
[CrossRef]

H. Ohtake, S. Ono, M. Sakai, Z. Liu, T. Tsukamota, and N. Sarukura, Appl. Phys. Lett. 76, 1398 (2000).
[CrossRef]

N. Sarukura, H. Ohtake, Z. Liu, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L125 (1998).
[CrossRef]

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

Ono, S.

Z. Liu, S. Ono, H. Ohtake, N. Sarukura, Tze-An Liu, K.-F. Huang, and C.-L. Pan, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L366 (2000).
[CrossRef]

H. Ohtake, S. Ono, M. Sakai, Z. Liu, T. Tsukamota, and N. Sarukura, Appl. Phys. Lett. 76, 1398 (2000).
[CrossRef]

Othonos, A.

S. D. Benjamin, H. S. Loka, A. Othonos, and P. W. E. Smith, Appl. Phys. Lett. 68, 2544 (1996).
[CrossRef]

Pan, C.-L.

Z. Liu, S. Ono, H. Ohtake, N. Sarukura, Tze-An Liu, K.-F. Huang, and C.-L. Pan, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L366 (2000).
[CrossRef]

Roskos, H.

Sakai, M.

H. Ohtake, S. Ono, M. Sakai, Z. Liu, T. Tsukamota, and N. Sarukura, Appl. Phys. Lett. 76, 1398 (2000).
[CrossRef]

Sarukura, N.

H. Ohtake, S. Ono, M. Sakai, Z. Liu, T. Tsukamota, and N. Sarukura, Appl. Phys. Lett. 76, 1398 (2000).
[CrossRef]

Z. Liu, S. Ono, H. Ohtake, N. Sarukura, Tze-An Liu, K.-F. Huang, and C.-L. Pan, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L366 (2000).
[CrossRef]

N. Sarukura, H. Ohtake, Z. Liu, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L125 (1998).
[CrossRef]

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

Segawa, Y.

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

Smith, P. R.

P. R. Smith, D. H. Auston, and M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
[CrossRef]

Smith, P. W. E.

S. D. Benjamin, H. S. Loka, A. Othonos, and P. W. E. Smith, Appl. Phys. Lett. 68, 2544 (1996).
[CrossRef]

Sugaya, T.

N. Sarukura, H. Ohtake, Z. Liu, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L125 (1998).
[CrossRef]

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

Sugiyama, Y.

N. Sarukura, H. Ohtake, Z. Liu, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L125 (1998).
[CrossRef]

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

Tsuda, S.

Tsukamota, T.

H. Ohtake, S. Ono, M. Sakai, Z. Liu, T. Tsukamota, and N. Sarukura, Appl. Phys. Lett. 76, 1398 (2000).
[CrossRef]

Unterrainer, K.

J. N. Heyman, P. Neocleous, D. Hebert, P. A. Crowell, T. Müller, and K. Unterrainer, Phys. Rev. B 64, 085202 (2001).
[CrossRef]

van Exter, M.

Wiengarten, K. J.

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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]

Yamanaka, T.

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

S. D. Benjamin, H. S. Loka, A. Othonos, and P. W. E. Smith, Appl. Phys. Lett. 68, 2544 (1996).
[CrossRef]

H. Ohtake, S. Ono, M. Sakai, Z. Liu, T. Tsukamota, and N. Sarukura, Appl. Phys. Lett. 76, 1398 (2000).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

P. R. Smith, D. H. Auston, and M. C. Nuss, IEEE J. Quantum Electron. 24, 255 (1988).
[CrossRef]

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

U. Keller, K. J. Wiengarten, F. X. Kärtner, D. Korf, 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. M. Mittleman, R. H. Jacobsen, and M. C. Nuss, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 679 (1996).
[CrossRef]

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

Jpn. J. Appl. Phys. (3)

N. Sarukura, Z. Liu, H. Ohtake, S. Izumida, T. Yamanaka, Y. Segawa, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 36, L560 (1997).
[CrossRef]

N. Sarukura, H. Ohtake, Z. Liu, T. Itatani, T. Sugaya, T. Nakagawa, and Y. Sugiyama, Jpn. J. Appl. Phys. 37, L125 (1998).
[CrossRef]

Z. Liu, S. Ono, H. Ohtake, N. Sarukura, Tze-An Liu, K.-F. Huang, and C.-L. Pan, Jpn. J. Appl. Phys. 39, L366 (2000).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. B (1)

J. N. Heyman, P. Neocleous, D. Hebert, P. A. Crowell, T. Müller, and K. Unterrainer, Phys. Rev. B 64, 085202 (2001).
[CrossRef]

Thin Solid Films (1)

D. C. Look, Thin Solid Films 241, 61 (1993).
[CrossRef]

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

(a) Schematic of the femtosecond mode-locked Ti:sapphire laser system with the LT SBR THz emitter element; CM, curved mirrors; PM, gold parabolic mirrors; OC, 20% output coupler. (b) Normalized spectrum of the laser NIR pulse with the SBR (dashed curve) and the LT SBR THz element (solid curve).

Fig. 2
Fig. 2

Power spectrum of the THz radiation generated by the intracavity LT SBR emitter. The inset shows a typical form of the THz transient.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Average THz output power as a function of bias voltage applied to the LT SBR THz emitter. (b) Normalized THz output power as a function of the duty cycle of the square-wave bias with an amplitude of 100 V and a pulse FWHM of 10 µs.

Metrics