Abstract

We have demonstrated a reduction of the timing jitter between passively synchronized Ti:sapphire and Cr:forsterite mode-locked lasers into a 100- attosecond (as) regime by suppressing slow fluctuations with the use of active slow-bandwidth extracavity feedback. This active–passive hybrid synchronization scheme permits the achievement of timing jitters of 98±18  as at a bandwidth of 100kHz and of 126±20  as at a bandwidth of 1MHz for as long as 100s.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. T. W. Hänsch, Opt. Commun. 80, 71 (1990).
    [CrossRef]
  2. Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Appl. Phys. Lett. 83, 839 (2003).
    [CrossRef]
  3. Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Opt. Lett. 28, 1377 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. Y. Kobayashi, K. Torizuka, and Z. Wei, Opt. Lett. 28, 746 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. A. Bartels, N. R. Newbury, I. Thomann, L. Hollberg, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 29, 403 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 81, 2894 (1998).
    [CrossRef]
  7. R. K. Shelton, L. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
    [CrossRef]
  9. A. Bartels, S. A. Diddams, T. M. Ramond, and L. Hollberg, Opt. Lett. 28, 663 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. T. R. Schibli, J. Kim, O. Kuzucu, J. T. Gopinath, S. N. Tandon, G. S. Petrich, L. A. Kolodziejski, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, and F. X. Kaertner, Opt. Lett. 28, 947 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. A. Leitenstorfer, C. Fürst, and A. Laubereau, Opt. Lett. 20, 916 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. Z. Wei, Y. Kobayashi, Z. Zhang, and K. Torizuka, Opt. Lett. 26, 1806 (2001).
    [CrossRef]
  13. Z. Zhang, K. Torizuka, T. Itatani, K. Kobayashi, T. Sugaya, T. Nakagawa, and H. Takahashi, Opt. Lett. 23, 1465 (1998).
    [CrossRef]
  14. Z. Wei, Y. Kobayashi, and K. Torizuka, Appl. Phys. B 74, S171 (2002).
    [CrossRef]

2004

2003

2002

T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
[CrossRef]

Z. Wei, Y. Kobayashi, and K. Torizuka, Appl. Phys. B 74, S171 (2002).
[CrossRef]

2001

Z. Wei, Y. Kobayashi, Z. Zhang, and K. Torizuka, Opt. Lett. 26, 1806 (2001).
[CrossRef]

R. K. Shelton, L. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

1998

1995

1990

T. W. Hänsch, Opt. Commun. 80, 71 (1990).
[CrossRef]

Bartels, A.

Diddams, S. A.

Endo, A.

T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
[CrossRef]

Fujimoto, J. G.

Fürst, C.

Gopinath, J. T.

Hall, J. L.

R. K. Shelton, L. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Hänsch, T. W.

T. W. Hänsch, Opt. Commun. 80, 71 (1990).
[CrossRef]

Harris, S. E.

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 81, 2894 (1998).
[CrossRef]

Hollberg, L.

Ippen, E. P.

Itatani, T.

Kaertner, F. X.

Kakehata, M.

Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Opt. Lett. 28, 1377 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Appl. Phys. Lett. 83, 839 (2003).
[CrossRef]

Kannari, F.

T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
[CrossRef]

Kapteyn, H. C.

R. K. Shelton, L. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Kim, J.

Kobayashi, K.

T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
[CrossRef]

Z. Zhang, K. Torizuka, T. Itatani, K. Kobayashi, T. Sugaya, T. Nakagawa, and H. Takahashi, Opt. Lett. 23, 1465 (1998).
[CrossRef]

Kobayashi, Y.

Kolodziejski, L. A.

Kuzucu, O.

Laubereau, A.

Leitenstorfer, A.

Ma, L.

R. K. Shelton, L. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Miura, T.

T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
[CrossRef]

Murnane, M. M.

R. K. Shelton, L. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Nagaoka, H.

T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
[CrossRef]

Nakagawa, T.

Newbury, N. R.

Petrich, G. S.

Ramond, T. M.

Schibli, T. R.

Shelton, R. K.

R. K. Shelton, L. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Sokolov, A. V.

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 81, 2894 (1998).
[CrossRef]

Sugaya, T.

Takada, H.

Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Appl. Phys. Lett. 83, 839 (2003).
[CrossRef]

Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Opt. Lett. 28, 1377 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Takahashi, H.

Takasago, K.

T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
[CrossRef]

Tandon, S. N.

Thomann, I.

Torizuka, K.

Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Opt. Lett. 28, 1377 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Y. Kobayashi, K. Torizuka, and Z. Wei, Opt. Lett. 28, 746 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Appl. Phys. Lett. 83, 839 (2003).
[CrossRef]

T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
[CrossRef]

Z. Wei, Y. Kobayashi, and K. Torizuka, Appl. Phys. B 74, S171 (2002).
[CrossRef]

Z. Wei, Y. Kobayashi, Z. Zhang, and K. Torizuka, Opt. Lett. 26, 1806 (2001).
[CrossRef]

Z. Zhang, K. Torizuka, T. Itatani, K. Kobayashi, T. Sugaya, T. Nakagawa, and H. Takahashi, Opt. Lett. 23, 1465 (1998).
[CrossRef]

Washio, M.

T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
[CrossRef]

Wei, Z.

Ye, J.

R. K. Shelton, L. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Zhang, Z.

Appl. Phys. B

Z. Wei, Y. Kobayashi, and K. Torizuka, Appl. Phys. B 74, S171 (2002).
[CrossRef]

Appl. Phys. B Lasers Opt.

T. Miura, H. Nagaoka, K. Takasago, K. Kobayashi, A. Endo, K. Torizuka, M. Washio, and F. Kannari, Appl. Phys. B Lasers Opt. 75, 19 (2002).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Appl. Phys. Lett. 83, 839 (2003).
[CrossRef]

Opt. Commun.

T. W. Hänsch, Opt. Commun. 80, 71 (1990).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 81, 2894 (1998).
[CrossRef]

Science

R. K. Shelton, L. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

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. (a) Layout of the self-synchronized two-color mode-locked lasers: CM’s, chirped mirrors; HR’s, high reflectors; OC’s, output couplers. (b) Schematic diagram of the balanced cross correlator: BS’s, beam splitters; SFG’s, sum-frequency generators; PMT’s, photomultiplier tubes.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Output signal of the BCC. (b)–(d) BCC signal fluctuation at the zero-crossing point scaled with the corresponding relative delay between TiS and CrF pulses at bandwidths (BW) listed. The top (darker) traces denote the results with active feedback, and the bottom (lighter) traces denote the results without active feedback.

Fig. 3
Fig. 3

PSD (thinner curves) at bandwidths of 1 kHz (light gray), 100 kHz (dark gray), and 1 MHz (black), and its integrated rms value (thicker curves) of the timing jitter (a) with and (b) without the active feedback loop.

Metrics