Abstract

We report on a Q-switched short-length fiber laser producing 100W of average output power at 100kHz repetition rate and pulse durations as short as 17ns. Up to 2mJ of energy and sub-10-ns pulse duration are extracted at lower repetition rates. This performance is obtained by employing a rod-type ytterbium-doped photonic crystal fiber with a 70μm core as gain medium, allowing for very short pulse durations, high energy storage, and emission of a single-transverse-mode beam.

© 2007 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Tünnermann, T. Schreiber, F. Röser, A. Liem, S. Höfer, H. Zellmer, S. Nolte, and J. Limpert, Appl. Phys. B 38, 681 (2005).
  2. Y. Jeong, J. K. Sahu, M. Laroche, W. A. Clarkson, K. Furusawa, D. J. Richardson, and J. Nilsson, in CLEO Europe-EQEC (2003).
  3. J. Limpert, S. Höfer, A. Liem, H. Zellmer, A. Tünnermann, S. Knoke, and H. Voelckel, Appl. Phys. B 75, 477 (2002).
    [CrossRef]
  4. M.-Y. Cheng, Y.-Ch. Chang, A. Galvanauskas, P. Mamidipudi, R. Changkakoti, and P. Gatchell, Opt. Lett. 30, 358 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. R. L. Farrow, D. A. V. Kliner, P. E. Schrader, A. A. Hoops, S. W. Moore, G. R. Hadley, and R. L. Schmitt, Proc. SPIE 6102, 61020L (2006).
    [CrossRef]
  6. C. D. Brooks and F. Di Teodoro, Appl. Phys. Lett. 89, 111119 (2006).
    [CrossRef]
  7. C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).
  8. A. E. Siegman, Lasers (University Science, 1986).
  9. J. Limpert, N. Deguil-Robin, I. Manek-Hönninger, F. Salin, F. Röser, A. Liem, T. Schreiber, S. Nolte, H. Zellmer, A. Tünnermann, J. Broeng, A. Petersson, and C. Jakobsen, Opt. Express 13, 1055 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. J. Limpert, O. Schmidt, J. Rothhardt, F. Röser, T. Schreiber, A. Tünnermann, S. Ermeneux, P. Yvernault, and F. Salin, Opt. Express 14, 2715 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. J. Limpert, N. Deguil-Robin, S. Petit, I. Manek-Hönninger, F. Salin, P. Rigail, C. Hönninger, and E. Mottay, Appl. Phys. B 81, 19 (2005).
    [CrossRef]

2006 (3)

R. L. Farrow, D. A. V. Kliner, P. E. Schrader, A. A. Hoops, S. W. Moore, G. R. Hadley, and R. L. Schmitt, Proc. SPIE 6102, 61020L (2006).
[CrossRef]

C. D. Brooks and F. Di Teodoro, Appl. Phys. Lett. 89, 111119 (2006).
[CrossRef]

J. Limpert, O. Schmidt, J. Rothhardt, F. Röser, T. Schreiber, A. Tünnermann, S. Ermeneux, P. Yvernault, and F. Salin, Opt. Express 14, 2715 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

2005 (4)

J. Limpert, N. Deguil-Robin, S. Petit, I. Manek-Hönninger, F. Salin, P. Rigail, C. Hönninger, and E. Mottay, Appl. Phys. B 81, 19 (2005).
[CrossRef]

M.-Y. Cheng, Y.-Ch. Chang, A. Galvanauskas, P. Mamidipudi, R. Changkakoti, and P. Gatchell, Opt. Lett. 30, 358 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

J. Limpert, N. Deguil-Robin, I. Manek-Hönninger, F. Salin, F. Röser, A. Liem, T. Schreiber, S. Nolte, H. Zellmer, A. Tünnermann, J. Broeng, A. Petersson, and C. Jakobsen, Opt. Express 13, 1055 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

A. Tünnermann, T. Schreiber, F. Röser, A. Liem, S. Höfer, H. Zellmer, S. Nolte, and J. Limpert, Appl. Phys. B 38, 681 (2005).

2002 (1)

J. Limpert, S. Höfer, A. Liem, H. Zellmer, A. Tünnermann, S. Knoke, and H. Voelckel, Appl. Phys. B 75, 477 (2002).
[CrossRef]

2001 (1)

C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).

Alvarez-Chavez, J. A.

C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).

Broeng, J.

Brooks, C. D.

C. D. Brooks and F. Di Teodoro, Appl. Phys. Lett. 89, 111119 (2006).
[CrossRef]

Chang, Y.-Ch.

Changkakoti, R.

Cheng, M.-Y.

Clarkson, W. A.

C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).

Y. Jeong, J. K. Sahu, M. Laroche, W. A. Clarkson, K. Furusawa, D. J. Richardson, and J. Nilsson, in CLEO Europe-EQEC (2003).

Deguil-Robin, N.

Di Teodoro, F.

C. D. Brooks and F. Di Teodoro, Appl. Phys. Lett. 89, 111119 (2006).
[CrossRef]

Ermeneux, S.

Farrow, R. L.

R. L. Farrow, D. A. V. Kliner, P. E. Schrader, A. A. Hoops, S. W. Moore, G. R. Hadley, and R. L. Schmitt, Proc. SPIE 6102, 61020L (2006).
[CrossRef]

Furusawa, K.

Y. Jeong, J. K. Sahu, M. Laroche, W. A. Clarkson, K. Furusawa, D. J. Richardson, and J. Nilsson, in CLEO Europe-EQEC (2003).

Galvanauskas, A.

Gatchell, P.

Grudinin, A. B.

C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).

Hadley, G. R.

R. L. Farrow, D. A. V. Kliner, P. E. Schrader, A. A. Hoops, S. W. Moore, G. R. Hadley, and R. L. Schmitt, Proc. SPIE 6102, 61020L (2006).
[CrossRef]

Höfer, S.

A. Tünnermann, T. Schreiber, F. Röser, A. Liem, S. Höfer, H. Zellmer, S. Nolte, and J. Limpert, Appl. Phys. B 38, 681 (2005).

J. Limpert, S. Höfer, A. Liem, H. Zellmer, A. Tünnermann, S. Knoke, and H. Voelckel, Appl. Phys. B 75, 477 (2002).
[CrossRef]

Hönninger, C.

J. Limpert, N. Deguil-Robin, S. Petit, I. Manek-Hönninger, F. Salin, P. Rigail, C. Hönninger, and E. Mottay, Appl. Phys. B 81, 19 (2005).
[CrossRef]

Hoops, A. A.

R. L. Farrow, D. A. V. Kliner, P. E. Schrader, A. A. Hoops, S. W. Moore, G. R. Hadley, and R. L. Schmitt, Proc. SPIE 6102, 61020L (2006).
[CrossRef]

Jakobsen, C.

Jeong, Y.

Y. Jeong, J. K. Sahu, M. Laroche, W. A. Clarkson, K. Furusawa, D. J. Richardson, and J. Nilsson, in CLEO Europe-EQEC (2003).

Kliner, D. A. V.

R. L. Farrow, D. A. V. Kliner, P. E. Schrader, A. A. Hoops, S. W. Moore, G. R. Hadley, and R. L. Schmitt, Proc. SPIE 6102, 61020L (2006).
[CrossRef]

Knoke, S.

J. Limpert, S. Höfer, A. Liem, H. Zellmer, A. Tünnermann, S. Knoke, and H. Voelckel, Appl. Phys. B 75, 477 (2002).
[CrossRef]

Laroche, M.

Y. Jeong, J. K. Sahu, M. Laroche, W. A. Clarkson, K. Furusawa, D. J. Richardson, and J. Nilsson, in CLEO Europe-EQEC (2003).

Liem, A.

A. Tünnermann, T. Schreiber, F. Röser, A. Liem, S. Höfer, H. Zellmer, S. Nolte, and J. Limpert, Appl. Phys. B 38, 681 (2005).

J. Limpert, N. Deguil-Robin, I. Manek-Hönninger, F. Salin, F. Röser, A. Liem, T. Schreiber, S. Nolte, H. Zellmer, A. Tünnermann, J. Broeng, A. Petersson, and C. Jakobsen, Opt. Express 13, 1055 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

J. Limpert, S. Höfer, A. Liem, H. Zellmer, A. Tünnermann, S. Knoke, and H. Voelckel, Appl. Phys. B 75, 477 (2002).
[CrossRef]

Limpert, J.

J. Limpert, O. Schmidt, J. Rothhardt, F. Röser, T. Schreiber, A. Tünnermann, S. Ermeneux, P. Yvernault, and F. Salin, Opt. Express 14, 2715 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

J. Limpert, N. Deguil-Robin, I. Manek-Hönninger, F. Salin, F. Röser, A. Liem, T. Schreiber, S. Nolte, H. Zellmer, A. Tünnermann, J. Broeng, A. Petersson, and C. Jakobsen, Opt. Express 13, 1055 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

J. Limpert, N. Deguil-Robin, S. Petit, I. Manek-Hönninger, F. Salin, P. Rigail, C. Hönninger, and E. Mottay, Appl. Phys. B 81, 19 (2005).
[CrossRef]

A. Tünnermann, T. Schreiber, F. Röser, A. Liem, S. Höfer, H. Zellmer, S. Nolte, and J. Limpert, Appl. Phys. B 38, 681 (2005).

J. Limpert, S. Höfer, A. Liem, H. Zellmer, A. Tünnermann, S. Knoke, and H. Voelckel, Appl. Phys. B 75, 477 (2002).
[CrossRef]

Mamidipudi, P.

Manek-Hönninger, I.

Moore, S. W.

R. L. Farrow, D. A. V. Kliner, P. E. Schrader, A. A. Hoops, S. W. Moore, G. R. Hadley, and R. L. Schmitt, Proc. SPIE 6102, 61020L (2006).
[CrossRef]

Mottay, E.

J. Limpert, N. Deguil-Robin, S. Petit, I. Manek-Hönninger, F. Salin, P. Rigail, C. Hönninger, and E. Mottay, Appl. Phys. B 81, 19 (2005).
[CrossRef]

Nilsson, J.

C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).

Y. Jeong, J. K. Sahu, M. Laroche, W. A. Clarkson, K. Furusawa, D. J. Richardson, and J. Nilsson, in CLEO Europe-EQEC (2003).

Nolte, S.

Offerhaus, H. L.

C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).

Petersson, A.

Petit, S.

J. Limpert, N. Deguil-Robin, S. Petit, I. Manek-Hönninger, F. Salin, P. Rigail, C. Hönninger, and E. Mottay, Appl. Phys. B 81, 19 (2005).
[CrossRef]

Renaud, C. C.

C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).

Richardson, D. J.

C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).

Y. Jeong, J. K. Sahu, M. Laroche, W. A. Clarkson, K. Furusawa, D. J. Richardson, and J. Nilsson, in CLEO Europe-EQEC (2003).

Rigail, P.

J. Limpert, N. Deguil-Robin, S. Petit, I. Manek-Hönninger, F. Salin, P. Rigail, C. Hönninger, and E. Mottay, Appl. Phys. B 81, 19 (2005).
[CrossRef]

Röser, F.

Rothhardt, J.

Sahu, J. K.

Y. Jeong, J. K. Sahu, M. Laroche, W. A. Clarkson, K. Furusawa, D. J. Richardson, and J. Nilsson, in CLEO Europe-EQEC (2003).

Salin, F.

Schmidt, O.

Schmitt, R. L.

R. L. Farrow, D. A. V. Kliner, P. E. Schrader, A. A. Hoops, S. W. Moore, G. R. Hadley, and R. L. Schmitt, Proc. SPIE 6102, 61020L (2006).
[CrossRef]

Schrader, P. E.

R. L. Farrow, D. A. V. Kliner, P. E. Schrader, A. A. Hoops, S. W. Moore, G. R. Hadley, and R. L. Schmitt, Proc. SPIE 6102, 61020L (2006).
[CrossRef]

Schreiber, T.

Siegman, A. E.

A. E. Siegman, Lasers (University Science, 1986).

Tünnermann, A.

Turner, P. W.

C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).

Voelckel, H.

J. Limpert, S. Höfer, A. Liem, H. Zellmer, A. Tünnermann, S. Knoke, and H. Voelckel, Appl. Phys. B 75, 477 (2002).
[CrossRef]

Yvernault, P.

Zellmer, H.

A. Tünnermann, T. Schreiber, F. Röser, A. Liem, S. Höfer, H. Zellmer, S. Nolte, and J. Limpert, Appl. Phys. B 38, 681 (2005).

J. Limpert, N. Deguil-Robin, I. Manek-Hönninger, F. Salin, F. Röser, A. Liem, T. Schreiber, S. Nolte, H. Zellmer, A. Tünnermann, J. Broeng, A. Petersson, and C. Jakobsen, Opt. Express 13, 1055 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

J. Limpert, S. Höfer, A. Liem, H. Zellmer, A. Tünnermann, S. Knoke, and H. Voelckel, Appl. Phys. B 75, 477 (2002).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (3)

A. Tünnermann, T. Schreiber, F. Röser, A. Liem, S. Höfer, H. Zellmer, S. Nolte, and J. Limpert, Appl. Phys. B 38, 681 (2005).

J. Limpert, S. Höfer, A. Liem, H. Zellmer, A. Tünnermann, S. Knoke, and H. Voelckel, Appl. Phys. B 75, 477 (2002).
[CrossRef]

J. Limpert, N. Deguil-Robin, S. Petit, I. Manek-Hönninger, F. Salin, P. Rigail, C. Hönninger, and E. Mottay, Appl. Phys. B 81, 19 (2005).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

C. D. Brooks and F. Di Teodoro, Appl. Phys. Lett. 89, 111119 (2006).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

C. C. Renaud, H. L. Offerhaus, J. A. Alvarez-Chavez, J. Nilsson, W. A. Clarkson, P. W. Turner, D. J. Richardson, and A. B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 37, 2199 (2001).

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (1)

Proc. SPIE (1)

R. L. Farrow, D. A. V. Kliner, P. E. Schrader, A. A. Hoops, S. W. Moore, G. R. Hadley, and R. L. Schmitt, Proc. SPIE 6102, 61020L (2006).
[CrossRef]

Other (2)

Y. Jeong, J. K. Sahu, M. Laroche, W. A. Clarkson, K. Furusawa, D. J. Richardson, and J. Nilsson, in CLEO Europe-EQEC (2003).

A. E. Siegman, Lasers (University Science, 1986).

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 (6)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental setup of the Q-switched rod-type fiber. PCF, photonic crystal fiber. HR, highly reflective; HT, highly transmissive.

Fig. 2
Fig. 2

Cross section of the 70 μ m core rod-type fiber.

Fig. 3
Fig. 3

Output power and pulse duration as a function of launched pump power at 100 kHz pulse repetition rate.

Fig. 4
Fig. 4

Average output power and pulse energy as a function of pulse repetition rate.

Fig. 5
Fig. 5

Spectral characteristics at highest pulse energy and amplified spontaneous emission (ASE) characteristics in low Q-state at the same pump power level.

Fig. 6
Fig. 6

Measured photodiode signal showing a pulse of 2 mJ energy.

Metrics