Abstract

Laser action has been demonstrated in two new tunable Cr3+-doped crystals. Absorption, emission, and excitation measurements for various crystal orientations have been performed for chromium-doped LiInGeO4 and LiScGeO4 single crystals. From the spectroscopic measurements, two optical active centers were identified: tetrahedrally coordinated Cr4+ and octahedrally coordinated Cr3+. Gain-switched, tunable laser operation of Cr3+ centers has been demonstrated in both crystals. An ultrawide tuning range from 1150 to 1480 nm for LiInGeO4 and 1220–1380 nm for LiScGeO4 has been achieved. To our knowledge this is the widest bandwidth and the most near-infrared shifted wavelength range for lasing ever demonstrated for Cr3+ ions.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. V. Petricevic, S. K. Gayen, R. R. Alfano, K. Yamagishi, H. Anzai, and Y. Yamaguchi, Appl. Phys. Lett. 52, 1040 (1988).
    [CrossRef]
  2. N. B. Angert, N. I. Borodin, V. M. Garmash, V. A. Zhitnyuk, A. G. Okhrimchuk, O. G. Siyuchenko, and A. V. Shestakov, Sov. J. Quantum Electron. 18, 73 (1988).
    [CrossRef]
  3. V. Petricevic, S. K. Gayen, and R. R. Alfano, Appl. Phys. Lett. 53, 2590 (1988).
    [CrossRef]
  4. W. Jia, H. Liu, S. Jaffe, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 43, 5234 (1991).
    [CrossRef]
  5. S. Kück, L. Fornasiero, E. Mix, and G. Huber, J. Lumin. 87-89, 1122 (2000).
    [CrossRef]
  6. S. Kück, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 72, 515 (2001).
    [CrossRef]
  7. V. Petricevic, A. B. Bykov, J. M. Evans, A. Seas, A. Delgado, R. R. Alfano, and G. V. Kanunnikov, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Trends in Optics and Photonics Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1997), p. 77.
  8. V. Petricevic, A. Bykov, J. M. Evans, and R. R. Alfano, Opt. Lett. 21, 1750 (1996).
    [CrossRef]
  9. A. B. Bykov, G. V. Kanunnikov, and A. L. Bratys, Inorg. Mater. 29, 278 (1993).
  10. A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
    [CrossRef]
  11. M. F. Hazenkamp, H. U. Güdel, M. Atanasov, U. Kesper, and D. Reinen, Phys. Rev. B 53, 2367 (1996).
    [CrossRef]
  12. A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

2005 (1)

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

2001 (1)

S. Kück, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 72, 515 (2001).
[CrossRef]

2000 (2)

S. Kück, L. Fornasiero, E. Mix, and G. Huber, J. Lumin. 87-89, 1122 (2000).
[CrossRef]

A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

1996 (2)

V. Petricevic, A. Bykov, J. M. Evans, and R. R. Alfano, Opt. Lett. 21, 1750 (1996).
[CrossRef]

M. F. Hazenkamp, H. U. Güdel, M. Atanasov, U. Kesper, and D. Reinen, Phys. Rev. B 53, 2367 (1996).
[CrossRef]

1993 (1)

A. B. Bykov, G. V. Kanunnikov, and A. L. Bratys, Inorg. Mater. 29, 278 (1993).

1991 (1)

W. Jia, H. Liu, S. Jaffe, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 43, 5234 (1991).
[CrossRef]

1988 (3)

V. Petricevic, S. K. Gayen, R. R. Alfano, K. Yamagishi, H. Anzai, and Y. Yamaguchi, Appl. Phys. Lett. 52, 1040 (1988).
[CrossRef]

N. B. Angert, N. I. Borodin, V. M. Garmash, V. A. Zhitnyuk, A. G. Okhrimchuk, O. G. Siyuchenko, and A. V. Shestakov, Sov. J. Quantum Electron. 18, 73 (1988).
[CrossRef]

V. Petricevic, S. K. Gayen, and R. R. Alfano, Appl. Phys. Lett. 53, 2590 (1988).
[CrossRef]

Alfano, R. R.

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

V. Petricevic, A. Bykov, J. M. Evans, and R. R. Alfano, Opt. Lett. 21, 1750 (1996).
[CrossRef]

V. Petricevic, S. K. Gayen, R. R. Alfano, K. Yamagishi, H. Anzai, and Y. Yamaguchi, Appl. Phys. Lett. 52, 1040 (1988).
[CrossRef]

V. Petricevic, S. K. Gayen, and R. R. Alfano, Appl. Phys. Lett. 53, 2590 (1988).
[CrossRef]

V. Petricevic, A. B. Bykov, J. M. Evans, A. Seas, A. Delgado, R. R. Alfano, and G. V. Kanunnikov, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Trends in Optics and Photonics Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1997), p. 77.

Angert, N. B.

N. B. Angert, N. I. Borodin, V. M. Garmash, V. A. Zhitnyuk, A. G. Okhrimchuk, O. G. Siyuchenko, and A. V. Shestakov, Sov. J. Quantum Electron. 18, 73 (1988).
[CrossRef]

Anzai, H.

V. Petricevic, S. K. Gayen, R. R. Alfano, K. Yamagishi, H. Anzai, and Y. Yamaguchi, Appl. Phys. Lett. 52, 1040 (1988).
[CrossRef]

Atanasov, M.

M. F. Hazenkamp, H. U. Güdel, M. Atanasov, U. Kesper, and D. Reinen, Phys. Rev. B 53, 2367 (1996).
[CrossRef]

Avrahami, T.

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

Borodin, N. I.

N. B. Angert, N. I. Borodin, V. M. Garmash, V. A. Zhitnyuk, A. G. Okhrimchuk, O. G. Siyuchenko, and A. V. Shestakov, Sov. J. Quantum Electron. 18, 73 (1988).
[CrossRef]

Bratys, A. L.

A. B. Bykov, G. V. Kanunnikov, and A. L. Bratys, Inorg. Mater. 29, 278 (1993).

Bulka, G. R.

A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

Bykov, A.

Bykov, A. B.

A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

A. B. Bykov, G. V. Kanunnikov, and A. L. Bratys, Inorg. Mater. 29, 278 (1993).

V. Petricevic, A. B. Bykov, J. M. Evans, A. Seas, A. Delgado, R. R. Alfano, and G. V. Kanunnikov, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Trends in Optics and Photonics Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1997), p. 77.

Byokov, A.

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

Delgado, A.

V. Petricevic, A. B. Bykov, J. M. Evans, A. Seas, A. Delgado, R. R. Alfano, and G. V. Kanunnikov, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Trends in Optics and Photonics Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1997), p. 77.

DiBlasi, R.

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

Evans, J. M.

V. Petricevic, A. Bykov, J. M. Evans, and R. R. Alfano, Opt. Lett. 21, 1750 (1996).
[CrossRef]

V. Petricevic, A. B. Bykov, J. M. Evans, A. Seas, A. Delgado, R. R. Alfano, and G. V. Kanunnikov, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Trends in Optics and Photonics Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1997), p. 77.

Fornasiero, L.

S. Kück, L. Fornasiero, E. Mix, and G. Huber, J. Lumin. 87-89, 1122 (2000).
[CrossRef]

Galeev, A. A.

A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

Garmash, V. M.

N. B. Angert, N. I. Borodin, V. M. Garmash, V. A. Zhitnyuk, A. G. Okhrimchuk, O. G. Siyuchenko, and A. V. Shestakov, Sov. J. Quantum Electron. 18, 73 (1988).
[CrossRef]

Gayen, S. K.

V. Petricevic, S. K. Gayen, R. R. Alfano, K. Yamagishi, H. Anzai, and Y. Yamaguchi, Appl. Phys. Lett. 52, 1040 (1988).
[CrossRef]

V. Petricevic, S. K. Gayen, and R. R. Alfano, Appl. Phys. Lett. 53, 2590 (1988).
[CrossRef]

Güdel, H. U.

M. F. Hazenkamp, H. U. Güdel, M. Atanasov, U. Kesper, and D. Reinen, Phys. Rev. B 53, 2367 (1996).
[CrossRef]

Hazenkamp, M. F.

M. F. Hazenkamp, H. U. Güdel, M. Atanasov, U. Kesper, and D. Reinen, Phys. Rev. B 53, 2367 (1996).
[CrossRef]

Huber, G.

S. Kück, L. Fornasiero, E. Mix, and G. Huber, J. Lumin. 87-89, 1122 (2000).
[CrossRef]

Isaacs, L.

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

Jaffe, S.

W. Jia, H. Liu, S. Jaffe, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 43, 5234 (1991).
[CrossRef]

Jia, W.

W. Jia, H. Liu, S. Jaffe, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 43, 5234 (1991).
[CrossRef]

Kanunnikov, G. V.

A. B. Bykov, G. V. Kanunnikov, and A. L. Bratys, Inorg. Mater. 29, 278 (1993).

V. Petricevic, A. B. Bykov, J. M. Evans, A. Seas, A. Delgado, R. R. Alfano, and G. V. Kanunnikov, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Trends in Optics and Photonics Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1997), p. 77.

Kesper, U.

M. F. Hazenkamp, H. U. Güdel, M. Atanasov, U. Kesper, and D. Reinen, Phys. Rev. B 53, 2367 (1996).
[CrossRef]

Khasanova, N. M.

A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

Kück, S.

S. Kück, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 72, 515 (2001).
[CrossRef]

S. Kück, L. Fornasiero, E. Mix, and G. Huber, J. Lumin. 87-89, 1122 (2000).
[CrossRef]

Liu, H.

W. Jia, H. Liu, S. Jaffe, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 43, 5234 (1991).
[CrossRef]

Mix, E.

S. Kück, L. Fornasiero, E. Mix, and G. Huber, J. Lumin. 87-89, 1122 (2000).
[CrossRef]

Nizamutdinov, N. M.

A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

Okhrimchuk, A. G.

N. B. Angert, N. I. Borodin, V. M. Garmash, V. A. Zhitnyuk, A. G. Okhrimchuk, O. G. Siyuchenko, and A. V. Shestakov, Sov. J. Quantum Electron. 18, 73 (1988).
[CrossRef]

Petricevic, V.

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

V. Petricevic, A. Bykov, J. M. Evans, and R. R. Alfano, Opt. Lett. 21, 1750 (1996).
[CrossRef]

V. Petricevic, S. K. Gayen, and R. R. Alfano, Appl. Phys. Lett. 53, 2590 (1988).
[CrossRef]

V. Petricevic, S. K. Gayen, R. R. Alfano, K. Yamagishi, H. Anzai, and Y. Yamaguchi, Appl. Phys. Lett. 52, 1040 (1988).
[CrossRef]

V. Petricevic, A. B. Bykov, J. M. Evans, A. Seas, A. Delgado, R. R. Alfano, and G. V. Kanunnikov, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Trends in Optics and Photonics Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1997), p. 77.

Reinen, D.

M. F. Hazenkamp, H. U. Güdel, M. Atanasov, U. Kesper, and D. Reinen, Phys. Rev. B 53, 2367 (1996).
[CrossRef]

Rudowicz, C.

A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

Seas, A.

V. Petricevic, A. B. Bykov, J. M. Evans, A. Seas, A. Delgado, R. R. Alfano, and G. V. Kanunnikov, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Trends in Optics and Photonics Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1997), p. 77.

Sengupta, S.

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

Shakurov, G. S.

A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

Sharonov, M.

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

Shestakov, A. V.

N. B. Angert, N. I. Borodin, V. M. Garmash, V. A. Zhitnyuk, A. G. Okhrimchuk, O. G. Siyuchenko, and A. V. Shestakov, Sov. J. Quantum Electron. 18, 73 (1988).
[CrossRef]

Siyuchenko, O. G.

N. B. Angert, N. I. Borodin, V. M. Garmash, V. A. Zhitnyuk, A. G. Okhrimchuk, O. G. Siyuchenko, and A. V. Shestakov, Sov. J. Quantum Electron. 18, 73 (1988).
[CrossRef]

Steiner, J.

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

Vinokurov, V. M.

A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

Yamagishi, K.

V. Petricevic, S. K. Gayen, R. R. Alfano, K. Yamagishi, H. Anzai, and Y. Yamaguchi, Appl. Phys. Lett. 52, 1040 (1988).
[CrossRef]

Yamaguchi, Y.

V. Petricevic, S. K. Gayen, R. R. Alfano, K. Yamagishi, H. Anzai, and Y. Yamaguchi, Appl. Phys. Lett. 52, 1040 (1988).
[CrossRef]

Yen, W. M.

W. Jia, H. Liu, S. Jaffe, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 43, 5234 (1991).
[CrossRef]

Zhitnyuk, V. A.

N. B. Angert, N. I. Borodin, V. M. Garmash, V. A. Zhitnyuk, A. G. Okhrimchuk, O. G. Siyuchenko, and A. V. Shestakov, Sov. J. Quantum Electron. 18, 73 (1988).
[CrossRef]

Appl. Phys. B: Lasers Opt. (1)

S. Kück, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 72, 515 (2001).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

V. Petricevic, S. K. Gayen, R. R. Alfano, K. Yamagishi, H. Anzai, and Y. Yamaguchi, Appl. Phys. Lett. 52, 1040 (1988).
[CrossRef]

V. Petricevic, S. K. Gayen, and R. R. Alfano, Appl. Phys. Lett. 53, 2590 (1988).
[CrossRef]

Inorg. Mater. (1)

A. B. Bykov, G. V. Kanunnikov, and A. L. Bratys, Inorg. Mater. 29, 278 (1993).

J. Cryst. Growth (1)

A. Byokov, V. Petricevic, M. Sharonov, J. Steiner, L. Isaacs, T. Avrahami, R. DiBlasi, S. Sengupta, and R. R. Alfano, J. Cryst. Growth 274, 149 (2005).
[CrossRef]

J. Lumin. (1)

S. Kück, L. Fornasiero, E. Mix, and G. Huber, J. Lumin. 87-89, 1122 (2000).
[CrossRef]

J. Phys.: Condens. Matter (1)

A. A. Galeev, N. M. Khasanova, C. Rudowicz, G. S. Shakurov, A. B. Bykov, G. R. Bulka, N. M. Nizamutdinov, and V. M. Vinokurov, J. Phys.: Condens. Matter 12, 4465 (2000).

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. B (2)

W. Jia, H. Liu, S. Jaffe, and W. M. Yen, Phys. Rev. B 43, 5234 (1991).
[CrossRef]

M. F. Hazenkamp, H. U. Güdel, M. Atanasov, U. Kesper, and D. Reinen, Phys. Rev. B 53, 2367 (1996).
[CrossRef]

Sov. J. Quantum Electron. (1)

N. B. Angert, N. I. Borodin, V. M. Garmash, V. A. Zhitnyuk, A. G. Okhrimchuk, O. G. Siyuchenko, and A. V. Shestakov, Sov. J. Quantum Electron. 18, 73 (1988).
[CrossRef]

Other (1)

V. Petricevic, A. B. Bykov, J. M. Evans, A. Seas, A. Delgado, R. R. Alfano, and G. V. Kanunnikov, in Conference on Lasers and Electro-Optics, Vol. 11 of OSA Trends in Optics and Photonics Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1997), p. 77.

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 (2)

Fig. 1
Fig. 1

Absorption, emission, and excitation spectra at room temperature for (a) Cr : LiScGeO 4 and (b) Cr : LiInGeO 4 .

Fig. 2
Fig. 2

(a) Range of tunability for (a) Cr : LiScGeO 4 and (b) Cr : LiInGeO 4 crystals. Experimental data are shown by the filled circles and triangles for two sets of mirrors, and the reflectivity of the cavity R 1 R 2 (where R 1 and R 2 are the reflectivity of the output and rare mirrors, respectively) is shown by the solid curves; the dashed curve shows the absorption of the Cr 4 + centers for E a polarization.

Metrics