Abstract

Broadband light generation is demonstrated by noncollinear spontaneous parametric downconversion with a cw pump laser. By use of a suitable noncollinear phase-matching geometry and a tightly focused pump beam, downconverted signals that feature a bell-shaped spectral distribution with a bandwidth approaching 200 nm are obtained. As an application of the generated broadband light, submicrometer axial resolution in an optical coherence tomography scheme is demonstrated; a free-space resolution down to 0.8μm was achieved.

© 2006 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
    [CrossRef]
  2. A. Baltuska, Z. Wei, M. S. Pshenichnikov, D. A. Wiersma, and R. Szipoecs, Appl. Phys. B 65, 175 (1997).
    [CrossRef]
  3. A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielman, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Haensch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. S. T. Cundiff and J. Ye, Rev. Mod. Phys. 75, 325 (2003).
    [CrossRef]
  5. S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3749 (2001).
    [CrossRef]
  6. B.E.Bouma and G.J.Tearney, eds., Handbook of Optical Coherence Tomography (Marcel Dekker, 2002).
  7. J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
    [CrossRef]
  8. B. Bouma, G. J. Tearney, S. A. Boppart, M. R. Hee, M. E. Brezinski, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 20, 1486 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. I. Hartl, X. D. Li, C. Chudoba, R. K. Ghanta, T. K. Ko, J. G. Fujimoto, J. K. Ranka, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 26, 608 (2001).
    [CrossRef]
  10. Y. Wang, Y. Zhao, J. S. Nelson, Z. Chen, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 28, 182 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. P. C. Chou, H. A. Haus, and J. F. Brennan III, Opt. Lett. 25, 524 (2000).
    [CrossRef]
  12. A. Apolonski, B. Povazay, A. Unterhuber, W. Drexler, W. J. Wadsworth, J. C. Knight, and P. St. J. Russell, J. Opt. Soc. Am. B 19, 2165 (2002).
    [CrossRef]
  13. A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
    [CrossRef]
  14. C. W. Hsu and C. C. Yang, Opt. Lett. 26, 1412 (2001).
    [CrossRef]
  15. S. Carrasco, J. P. Torres, L. Torner, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, Phys. Rev. A 70, 043817 (2004).
    [CrossRef]
  16. B. Dayan, A. Pe'er, A. A. Friesem, and Y. Silberberg, Phys. Rev. Lett. 94, 043602 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. Y.-H. Kim, J. Opt. Soc. Am. B 20, 1959 (2003).
    [CrossRef]
  18. B. Povazay, K. Bizheve, A. Unterhuber, B. Hermann, H. Sattmann, A. F. Fercher, W. Drexler, A. Apolonski, W. J. Wadsworth, J. C. Knight, P. St. J. Russell, M. Vetterlein, and E. Scherzer, Opt. Lett. 27, 1800 (2002).
    [CrossRef]

2005 (1)

B. Dayan, A. Pe'er, A. A. Friesem, and Y. Silberberg, Phys. Rev. Lett. 94, 043602 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

2004 (1)

S. Carrasco, J. P. Torres, L. Torner, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, Phys. Rev. A 70, 043817 (2004).
[CrossRef]

2003 (3)

2002 (2)

2001 (3)

2000 (4)

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielman, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Haensch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

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

P. C. Chou, H. A. Haus, and J. F. Brennan III, Opt. Lett. 25, 524 (2000).
[CrossRef]

1999 (1)

A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
[CrossRef]

1997 (1)

A. Baltuska, Z. Wei, M. S. Pshenichnikov, D. A. Wiersma, and R. Szipoecs, Appl. Phys. B 65, 175 (1997).
[CrossRef]

1995 (1)

Abe, M.

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

Apolonski, A.

Baltuska, A.

A. Baltuska, Z. Wei, M. S. Pshenichnikov, D. A. Wiersma, and R. Szipoecs, Appl. Phys. B 65, 175 (1997).
[CrossRef]

Bizheve, K.

Boppart, S. A.

Bouma, B.

Brennan, J. F.

Brezinski, M. E.

Carrasco, S.

S. Carrasco, J. P. Torres, L. Torner, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, Phys. Rev. A 70, 043817 (2004).
[CrossRef]

Chen, Z.

Chou, M. H.

A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
[CrossRef]

Chou, P. C.

Chudoba, C.

Cundiff, S. T.

S. T. Cundiff and J. Ye, Rev. Mod. Phys. 75, 325 (2003).
[CrossRef]

S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3749 (2001).
[CrossRef]

Dayan, B.

B. Dayan, A. Pe'er, A. A. Friesem, and Y. Silberberg, Phys. Rev. Lett. 94, 043602 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Drexler, W.

El Hadi, K.

A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
[CrossRef]

Fejer, M. M.

A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
[CrossRef]

Fercher, A. F.

Fermann, M. E.

A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
[CrossRef]

Friesem, A. A.

B. Dayan, A. Pe'er, A. A. Friesem, and Y. Silberberg, Phys. Rev. Lett. 94, 043602 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Fujimoto, J. G.

Galvanauskas, A.

A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
[CrossRef]

Ghanta, R. K.

Haensch, T. W.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielman, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Haensch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Hall, J. L.

S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3749 (2001).
[CrossRef]

Harter, D.

A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
[CrossRef]

Hartl, I.

Haus, H. A.

Hee, M. R.

Hermann, B.

Hofer, M.

A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
[CrossRef]

Holzwarth, R.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielman, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Haensch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Hsu, C. W.

Inoue, Y.

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

Kim, Y.-H.

Knight, J. C.

Ko, T. K.

Krausz, F.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielman, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Haensch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Li, X. D.

Mori, K.

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

Morioka, T.

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

Nelson, J. S.

Ohara, T.

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

Pe'er, A.

B. Dayan, A. Pe'er, A. A. Friesem, and Y. Silberberg, Phys. Rev. Lett. 94, 043602 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Poppe, A.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielman, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Haensch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Povazay, B.

Pshenichnikov, M. S.

A. Baltuska, Z. Wei, M. S. Pshenichnikov, D. A. Wiersma, and R. Szipoecs, Appl. Phys. B 65, 175 (1997).
[CrossRef]

Ranka, J. K.

Russell, P. St.

Saleh, B. E.

S. Carrasco, J. P. Torres, L. Torner, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, Phys. Rev. A 70, 043817 (2004).
[CrossRef]

Sato, K.

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

Sato, K.-I.

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

Sattmann, H.

Scherzer, E.

Sergienko, A. V.

S. Carrasco, J. P. Torres, L. Torner, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, Phys. Rev. A 70, 043817 (2004).
[CrossRef]

Shibata, T.

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

Silberberg, Y.

B. Dayan, A. Pe'er, A. A. Friesem, and Y. Silberberg, Phys. Rev. Lett. 94, 043602 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Spielman, Ch.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielman, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Haensch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Stentz, A. J.

Szipoecs, R.

A. Baltuska, Z. Wei, M. S. Pshenichnikov, D. A. Wiersma, and R. Szipoecs, Appl. Phys. B 65, 175 (1997).
[CrossRef]

Takara, H.

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

Tearney, G. J.

Teich, M. C.

S. Carrasco, J. P. Torres, L. Torner, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, Phys. Rev. A 70, 043817 (2004).
[CrossRef]

Tempea, G.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielman, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Haensch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Torner, L.

S. Carrasco, J. P. Torres, L. Torner, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, Phys. Rev. A 70, 043817 (2004).
[CrossRef]

Torres, J. P.

S. Carrasco, J. P. Torres, L. Torner, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, Phys. Rev. A 70, 043817 (2004).
[CrossRef]

Udem, Th.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielman, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Haensch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Unterhuber, A.

Vetterlein, M.

Wadsworth, W. J.

Wang, Y.

Wei, Z.

A. Baltuska, Z. Wei, M. S. Pshenichnikov, D. A. Wiersma, and R. Szipoecs, Appl. Phys. B 65, 175 (1997).
[CrossRef]

Wiersma, D. A.

A. Baltuska, Z. Wei, M. S. Pshenichnikov, D. A. Wiersma, and R. Szipoecs, Appl. Phys. B 65, 175 (1997).
[CrossRef]

Windeler, R. S.

Wong, K. K.

A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
[CrossRef]

Yamada, E.

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

Yang, C. C.

Ye, J.

S. T. Cundiff and J. Ye, Rev. Mod. Phys. 75, 325 (2003).
[CrossRef]

S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3749 (2001).
[CrossRef]

Zhao, Y.

Appl. Phys. B (1)

A. Baltuska, Z. Wei, M. S. Pshenichnikov, D. A. Wiersma, and R. Szipoecs, Appl. Phys. B 65, 175 (1997).
[CrossRef]

Electron. Lett. (2)

A. Galvanauskas, K. K. Wong, K. El Hadi, M. Hofer, M. E. Fermann, D. Harter, M. H. Chou, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 35, 731 (1999).
[CrossRef]

H. Takara, T. Ohara, K. Mori, K. Sato, E. Yamada, Y. Inoue, T. Shibata, M. Abe, T. Morioka, and K.-I. Sato, Electron. Lett. 36, 2089 (2000).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (2)

Opt. Lett. (7)

Phys. Rev. A (1)

S. Carrasco, J. P. Torres, L. Torner, A. V. Sergienko, B. E. A. Saleh, and M. C. Teich, Phys. Rev. A 70, 043817 (2004).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

B. Dayan, A. Pe'er, A. A. Friesem, and Y. Silberberg, Phys. Rev. Lett. 94, 043602 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielman, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Haensch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Rev. Mod. Phys. (1)

S. T. Cundiff and J. Ye, Rev. Mod. Phys. 75, 325 (2003).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3749 (2001).
[CrossRef]

Other (1)

B.E.Bouma and G.J.Tearney, eds., Handbook of Optical Coherence Tomography (Marcel Dekker, 2002).

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 (4)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental setup. BS, beam splitter.

Fig. 2
Fig. 2

(a), (c) Measured interference fringes normalized to the constant-background value versus the displacement of the delay line. (b), (d) Normalized power spectrum (obtained from the Fourier transform of the envelope of the interferogram) for a reflective mirror sample and two spot sizes of the input pump beam. (a), (b) 131 μ m spot size pump beam. (c), (d) 2.6 μ m spot size pump beam. The downconversion angle was ϕ = 9 ° , the total pump power was 50 mW, and a 1 mm detection aperture with a 2 s counting time was used.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Measured interference fringes normalized to the constant-background value versus the displacement of the delay line. (b) Normalized power spectrum (obtained from the Fourier transform of the envelope of the interferogram) for a 1 μ m spot size pump beam of 30 mW total power. The downconversion angle was ϕ = 9 ° , and a 1 s counting time with the detection aperture fully open was used.

Fig. 4
Fig. 4

Normalized interferograms for a 1.6 μ m thick polymer-film membrane of refractive index 1.47 for two detection apertures: (a) a fully opened detection aperture with a 1 s counting time and (b) a 1 mm detection aperture with a 2 s counting time. The downconversion angle was ϕ = 9 ° , and the pump beam, of total power 30 mW, was focused to a 1 μ m spot.

Metrics