Abstract

We report the demonstration of a 1.5μm InGaAsP mode-locked slab-coupled optical waveguide laser (SCOWL) producing 10 ps pulses with energies of 58 pJ and average output powers of 250 mW at a repetition rate of 4.29 GHz. To the best of our knowledge, this is the first passively mode-locked slab-coupled optical waveguide laser. The large mode and low confinement factor of the SCOWL architecture allows the realization of monolithic mode-locked lasers with high output power and pulse energy. The laser output is nearly diffraction limited with M2 values less than 1.2 in both directions.

© 2006 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. Gee, G. Alphonse, J. Connolly, and P. J. Delfyett, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 4, 209 (1998).
    [CrossRef]
  2. K. A. Williams, M. G. Thompson, and I. H. White, New J. Phys. 6 (2004).
  3. K. Yvind, D. Larsson, L. J. Christiansen, J. Mork, J. M. Hvam, and J. Hanberg, Electron. Lett. 40, 735 (2004).
    [CrossRef]
  4. H. F. Liu, S. Arahira, T. Kunii, and Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 1139 (1995).
    [CrossRef]
  5. H. A. Haus, Jpn. J. Appl. Phys. 20, 1007 (1981).
    [CrossRef]
  6. A. Mar, Laser Focus World , 31, 109 (1995).
  7. A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
    [CrossRef]
  8. A. Aschwanden, D. Lorenser, H. J. Unold, R. Paschotta, E. Gini, and U. Keller, Opt. Lett. 30, 272 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. E. Wintner and E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 44, 999 (1984).
    [CrossRef]
  10. R. Olshansky, C. B. Su, J. Manning, and W. Powazinik, IEEE J. Quantum Electron. 20, 838 (1984).
    [CrossRef]
  11. P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
    [CrossRef]
  12. S. Arahira and Y. Ogawa, Electron. Lett. 31, 808 (1995).
    [CrossRef]
  13. J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
    [CrossRef]
  14. J. J. Plant, P. W. Juodawlkis, R. K. Huang, J. P. Donnelly, L. J. Missaggia, and K. G. Ray, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 735 (2005).
    [CrossRef]

2005 (2)

J. J. Plant, P. W. Juodawlkis, R. K. Huang, J. P. Donnelly, L. J. Missaggia, and K. G. Ray, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 735 (2005).
[CrossRef]

A. Aschwanden, D. Lorenser, H. J. Unold, R. Paschotta, E. Gini, and U. Keller, Opt. Lett. 30, 272 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

2004 (1)

K. Yvind, D. Larsson, L. J. Christiansen, J. Mork, J. M. Hvam, and J. Hanberg, Electron. Lett. 40, 735 (2004).
[CrossRef]

2002 (1)

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

1998 (1)

S. Gee, G. Alphonse, J. Connolly, and P. J. Delfyett, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 4, 209 (1998).
[CrossRef]

1995 (3)

H. F. Liu, S. Arahira, T. Kunii, and Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 1139 (1995).
[CrossRef]

A. Mar, Laser Focus World , 31, 109 (1995).

S. Arahira and Y. Ogawa, Electron. Lett. 31, 808 (1995).
[CrossRef]

1993 (2)

A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
[CrossRef]

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
[CrossRef]

1984 (2)

E. Wintner and E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 44, 999 (1984).
[CrossRef]

R. Olshansky, C. B. Su, J. Manning, and W. Powazinik, IEEE J. Quantum Electron. 20, 838 (1984).
[CrossRef]

1981 (1)

H. A. Haus, Jpn. J. Appl. Phys. 20, 1007 (1981).
[CrossRef]

Alphonse, G.

S. Gee, G. Alphonse, J. Connolly, and P. J. Delfyett, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 4, 209 (1998).
[CrossRef]

Arahira, S.

S. Arahira and Y. Ogawa, Electron. Lett. 31, 808 (1995).
[CrossRef]

H. F. Liu, S. Arahira, T. Kunii, and Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 1139 (1995).
[CrossRef]

Aschwanden, A.

Bailey, R. J.

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

Botez, D.

A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
[CrossRef]

Bowers, J.

A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
[CrossRef]

Burrus, C. A.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
[CrossRef]

Chinn, S. R.

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

Christiansen, L. J.

K. Yvind, D. Larsson, L. J. Christiansen, J. Mork, J. M. Hvam, and J. Hanberg, Electron. Lett. 40, 735 (2004).
[CrossRef]

Connolly, J.

S. Gee, G. Alphonse, J. Connolly, and P. J. Delfyett, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 4, 209 (1998).
[CrossRef]

Delfyett, P. J.

S. Gee, G. Alphonse, J. Connolly, and P. J. Delfyett, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 4, 209 (1998).
[CrossRef]

Donnelly, J. P.

J. J. Plant, P. W. Juodawlkis, R. K. Huang, J. P. Donnelly, L. J. Missaggia, and K. G. Ray, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 735 (2005).
[CrossRef]

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

Gee, S.

S. Gee, G. Alphonse, J. Connolly, and P. J. Delfyett, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 4, 209 (1998).
[CrossRef]

Gini, E.

Groves, S. H.

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

Hanberg, J.

K. Yvind, D. Larsson, L. J. Christiansen, J. Mork, J. M. Hvam, and J. Hanberg, Electron. Lett. 40, 735 (2004).
[CrossRef]

Hansen, P. B.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
[CrossRef]

Harris, C. T.

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

Haus, H. A.

H. A. Haus, Jpn. J. Appl. Phys. 20, 1007 (1981).
[CrossRef]

Helkey, R.

A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
[CrossRef]

Huang, R.

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

Huang, R. K.

J. J. Plant, P. W. Juodawlkis, R. K. Huang, J. P. Donnelly, L. J. Missaggia, and K. G. Ray, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 735 (2005).
[CrossRef]

Hvam, J. M.

K. Yvind, D. Larsson, L. J. Christiansen, J. Mork, J. M. Hvam, and J. Hanberg, Electron. Lett. 40, 735 (2004).
[CrossRef]

Ippen, E. P.

E. Wintner and E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 44, 999 (1984).
[CrossRef]

Juodawlkis, P. W.

J. J. Plant, P. W. Juodawlkis, R. K. Huang, J. P. Donnelly, L. J. Missaggia, and K. G. Ray, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 735 (2005).
[CrossRef]

Keller, U.

Koran, U.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
[CrossRef]

Kunii, T.

H. F. Liu, S. Arahira, T. Kunii, and Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 1139 (1995).
[CrossRef]

Larsson, D.

K. Yvind, D. Larsson, L. J. Christiansen, J. Mork, J. M. Hvam, and J. Hanberg, Electron. Lett. 40, 735 (2004).
[CrossRef]

Liu, H. F.

H. F. Liu, S. Arahira, T. Kunii, and Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 1139 (1995).
[CrossRef]

Lorenser, D.

Manning, J.

R. Olshansky, C. B. Su, J. Manning, and W. Powazinik, IEEE J. Quantum Electron. 20, 838 (1984).
[CrossRef]

Mar, A.

A. Mar, Laser Focus World , 31, 109 (1995).

A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
[CrossRef]

Mawst, L.

A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
[CrossRef]

Miller, B. I.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
[CrossRef]

Missaggia, L. J.

J. J. Plant, P. W. Juodawlkis, R. K. Huang, J. P. Donnelly, L. J. Missaggia, and K. G. Ray, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 735 (2005).
[CrossRef]

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

Mork, J.

K. Yvind, D. Larsson, L. J. Christiansen, J. Mork, J. M. Hvam, and J. Hanberg, Electron. Lett. 40, 735 (2004).
[CrossRef]

Napoleone, A.

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

Newkirk, M. A.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
[CrossRef]

Ogawa, Y.

S. Arahira and Y. Ogawa, Electron. Lett. 31, 808 (1995).
[CrossRef]

H. F. Liu, S. Arahira, T. Kunii, and Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 1139 (1995).
[CrossRef]

Olshansky, R.

R. Olshansky, C. B. Su, J. Manning, and W. Powazinik, IEEE J. Quantum Electron. 20, 838 (1984).
[CrossRef]

P. Iannone, P.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
[CrossRef]

Paschotta, R.

Plant, J.

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

Plant, J. J.

J. J. Plant, P. W. Juodawlkis, R. K. Huang, J. P. Donnelly, L. J. Missaggia, and K. G. Ray, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 735 (2005).
[CrossRef]

Powazinik, W.

R. Olshansky, C. B. Su, J. Manning, and W. Powazinik, IEEE J. Quantum Electron. 20, 838 (1984).
[CrossRef]

Ray, K. G.

J. J. Plant, P. W. Juodawlkis, R. K. Huang, J. P. Donnelly, L. J. Missaggia, and K. G. Ray, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 735 (2005).
[CrossRef]

Raybon, G.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
[CrossRef]

Reynolds, T.

A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
[CrossRef]

Su, C. B.

R. Olshansky, C. B. Su, J. Manning, and W. Powazinik, IEEE J. Quantum Electron. 20, 838 (1984).
[CrossRef]

Taylor, P. J.

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

Thompson, M. G.

K. A. Williams, M. G. Thompson, and I. H. White, New J. Phys. 6 (2004).

Tu, C.

A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
[CrossRef]

Unold, H. J.

Walpole, J. N.

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

White, I. H.

K. A. Williams, M. G. Thompson, and I. H. White, New J. Phys. 6 (2004).

Williams, K. A.

K. A. Williams, M. G. Thompson, and I. H. White, New J. Phys. 6 (2004).

Wintner, E.

E. Wintner and E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 44, 999 (1984).
[CrossRef]

Young, G. I.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
[CrossRef]

Yvind, K.

K. Yvind, D. Larsson, L. J. Christiansen, J. Mork, J. M. Hvam, and J. Hanberg, Electron. Lett. 40, 735 (2004).
[CrossRef]

Zmudzinski, C.

A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

E. Wintner and E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 44, 999 (1984).
[CrossRef]

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koran, P. P. Iannone, B. I. Miller, G. I. Young, M. A. Newkirk, and C. A. Burrus, Appl. Phys. Lett. 62, 1445 (1993).
[CrossRef]

Electron. Lett. (2)

S. Arahira and Y. Ogawa, Electron. Lett. 31, 808 (1995).
[CrossRef]

K. Yvind, D. Larsson, L. J. Christiansen, J. Mork, J. M. Hvam, and J. Hanberg, Electron. Lett. 40, 735 (2004).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

R. Olshansky, C. B. Su, J. Manning, and W. Powazinik, IEEE J. Quantum Electron. 20, 838 (1984).
[CrossRef]

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

S. Gee, G. Alphonse, J. Connolly, and P. J. Delfyett, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 4, 209 (1998).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (4)

H. F. Liu, S. Arahira, T. Kunii, and Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 7, 1139 (1995).
[CrossRef]

J. N. Walpole, J. P. Donnelly, P. J. Taylor, L. J. Missaggia, C. T. Harris, R. J. Bailey, A. Napoleone, S. H. Groves, S. R. Chinn, R. Huang, and J. Plant, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 756 (2002).
[CrossRef]

J. J. Plant, P. W. Juodawlkis, R. K. Huang, J. P. Donnelly, L. J. Missaggia, and K. G. Ray, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 735 (2005).
[CrossRef]

A. Mar, R. Helkey, T. Reynolds, J. Bowers, D. Botez, C. Zmudzinski, C. Tu, and L. Mawst, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1355 (1993).
[CrossRef]

Jpn. J. Appl. Phys. (1)

H. A. Haus, Jpn. J. Appl. Phys. 20, 1007 (1981).
[CrossRef]

Laser Focus World (1)

A. Mar, Laser Focus World , 31, 109 (1995).

Opt. Lett. (1)

Other (1)

K. A. Williams, M. G. Thompson, and I. H. White, New J. Phys. 6 (2004).

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 multisection slab-coupled optical waveguide laser device with waveguide dimensions: w = 5.8 μ m , t = 4.9 μ m , and h = 4.5 μ m .

Fig. 2
Fig. 2

(a) Sampling scope trace of pulse train. (b) Optical spectrum of mode-locked device measured with 0.1 nm of resolution.

Fig. 3
Fig. 3

Autocorrelation of mode-locked output.

Metrics