Abstract

We report on 260fs transform-limited pulses generated directly by an optical Stark passively mode-locked semiconductor disk laser at a 1GHz repetition rate. A surface recombination semiconductor saturable absorber mirror and a step-index gain structure are used. Numerical propagation modeling of the optical Stark effect confirms that this mechanism is able to form the pulses that we observe.

© 2008 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. U. Rafailov, M. A. Cataluna, and W. Sibbett, Nat. Photonics 1, 395 (2007).
    [CrossRef]
  2. Y. Nomura, S. Ochi, N. Tomita, K. Akiyama, T. Isu, T. Takiguchi, and H. Higuchi, Phys. Rev. A 65, 043807 (2002).
    [CrossRef]
  3. Z. G. Lu, J. R. Liu, S. Raymond, P. J. Poole, P. J. Barrios, and D. Poitras, Opt. Express 16, 10835 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. A. Garnache, S. Hoogland, A. C. Tropper, I. Sagnes, G. Saint-Girons, and J. S. Roberts, Appl. Phys. Lett. 80, 3892 (2002).
    [CrossRef]
  5. P. Klopp, F. Saas, M. Zorn, M. Weyers, and U. Griebner, Opt. Express 16, 5770 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. A. Aschwanden, D. Lorenser, H. J. Unold, R. Paschotta, E. Gini, and U. Keller, Opt. Lett. 30, 272 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. A. C. Tropper, H. D. Foreman, A. Garnache, K. G. Wilcox, and S. H. Hoogland, J. Phys. D 37, R75 (2004).
    [CrossRef]
  8. D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
    [CrossRef]
  9. S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
    [CrossRef]
  10. H. Haug and S. W. Koch (World Scientific, 2004).
  11. U. Keller and A. C. Tropper, Phys. Rep. 429, 67 (2006).
    [CrossRef]

2008 (2)

2007 (1)

E. U. Rafailov, M. A. Cataluna, and W. Sibbett, Nat. Photonics 1, 395 (2007).
[CrossRef]

2006 (2)

D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
[CrossRef]

U. Keller and A. C. Tropper, Phys. Rep. 429, 67 (2006).
[CrossRef]

2005 (1)

2004 (2)

A. C. Tropper, H. D. Foreman, A. Garnache, K. G. Wilcox, and S. H. Hoogland, J. Phys. D 37, R75 (2004).
[CrossRef]

H. Haug and S. W. Koch (World Scientific, 2004).

2002 (2)

Y. Nomura, S. Ochi, N. Tomita, K. Akiyama, T. Isu, T. Takiguchi, and H. Higuchi, Phys. Rev. A 65, 043807 (2002).
[CrossRef]

A. Garnache, S. Hoogland, A. C. Tropper, I. Sagnes, G. Saint-Girons, and J. S. Roberts, Appl. Phys. Lett. 80, 3892 (2002).
[CrossRef]

1996 (1)

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Akiyama, K.

Y. Nomura, S. Ochi, N. Tomita, K. Akiyama, T. Isu, T. Takiguchi, and H. Higuchi, Phys. Rev. A 65, 043807 (2002).
[CrossRef]

Aschwanden, A.

Barrios, P. J.

Bellancourt, A. R.

D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
[CrossRef]

Cataluna, M. A.

E. U. Rafailov, M. A. Cataluna, and W. Sibbett, Nat. Photonics 1, 395 (2007).
[CrossRef]

Cundiff, S. T.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Cunningham, J. E.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Ebling, D.

D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
[CrossRef]

Foreman, H. D.

A. C. Tropper, H. D. Foreman, A. Garnache, K. G. Wilcox, and S. H. Hoogland, J. Phys. D 37, R75 (2004).
[CrossRef]

Garnache, A.

A. C. Tropper, H. D. Foreman, A. Garnache, K. G. Wilcox, and S. H. Hoogland, J. Phys. D 37, R75 (2004).
[CrossRef]

A. Garnache, S. Hoogland, A. C. Tropper, I. Sagnes, G. Saint-Girons, and J. S. Roberts, Appl. Phys. Lett. 80, 3892 (2002).
[CrossRef]

Gini, E.

D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
[CrossRef]

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

Griebner, U.

Haug, H.

H. Haug and S. W. Koch (World Scientific, 2004).

Higuchi, H.

Y. Nomura, S. Ochi, N. Tomita, K. Akiyama, T. Isu, T. Takiguchi, and H. Higuchi, Phys. Rev. A 65, 043807 (2002).
[CrossRef]

Hoogland, S.

A. Garnache, S. Hoogland, A. C. Tropper, I. Sagnes, G. Saint-Girons, and J. S. Roberts, Appl. Phys. Lett. 80, 3892 (2002).
[CrossRef]

Hoogland, S. H.

A. C. Tropper, H. D. Foreman, A. Garnache, K. G. Wilcox, and S. H. Hoogland, J. Phys. D 37, R75 (2004).
[CrossRef]

Isu, T.

Y. Nomura, S. Ochi, N. Tomita, K. Akiyama, T. Isu, T. Takiguchi, and H. Higuchi, Phys. Rev. A 65, 043807 (2002).
[CrossRef]

Jan, W. Y.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Keller, U.

U. Keller and A. C. Tropper, Phys. Rep. 429, 67 (2006).
[CrossRef]

D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
[CrossRef]

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

Klopp, P.

Knox, W. H.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Koch, S. W.

H. Haug and S. W. Koch (World Scientific, 2004).

Liu, J. R.

Lorenser, D.

D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
[CrossRef]

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

Lu, Z. G.

Maas, D. J. H. C.

D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
[CrossRef]

Nomura, Y.

Y. Nomura, S. Ochi, N. Tomita, K. Akiyama, T. Isu, T. Takiguchi, and H. Higuchi, Phys. Rev. A 65, 043807 (2002).
[CrossRef]

Ochi, S.

Y. Nomura, S. Ochi, N. Tomita, K. Akiyama, T. Isu, T. Takiguchi, and H. Higuchi, Phys. Rev. A 65, 043807 (2002).
[CrossRef]

Paschotta, R.

Poitras, D.

Poole, P. J.

Rafailov, E. U.

E. U. Rafailov, M. A. Cataluna, and W. Sibbett, Nat. Photonics 1, 395 (2007).
[CrossRef]

Raymond, S.

Roberts, J. S.

A. Garnache, S. Hoogland, A. C. Tropper, I. Sagnes, G. Saint-Girons, and J. S. Roberts, Appl. Phys. Lett. 80, 3892 (2002).
[CrossRef]

Rudin, B.

D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
[CrossRef]

Saas, F.

Sagnes, I.

A. Garnache, S. Hoogland, A. C. Tropper, I. Sagnes, G. Saint-Girons, and J. S. Roberts, Appl. Phys. Lett. 80, 3892 (2002).
[CrossRef]

Saint-Girons, G.

A. Garnache, S. Hoogland, A. C. Tropper, I. Sagnes, G. Saint-Girons, and J. S. Roberts, Appl. Phys. Lett. 80, 3892 (2002).
[CrossRef]

Sibbett, W.

E. U. Rafailov, M. A. Cataluna, and W. Sibbett, Nat. Photonics 1, 395 (2007).
[CrossRef]

Takiguchi, T.

Y. Nomura, S. Ochi, N. Tomita, K. Akiyama, T. Isu, T. Takiguchi, and H. Higuchi, Phys. Rev. A 65, 043807 (2002).
[CrossRef]

Tomita, N.

Y. Nomura, S. Ochi, N. Tomita, K. Akiyama, T. Isu, T. Takiguchi, and H. Higuchi, Phys. Rev. A 65, 043807 (2002).
[CrossRef]

Tropper, A. C.

U. Keller and A. C. Tropper, Phys. Rep. 429, 67 (2006).
[CrossRef]

A. C. Tropper, H. D. Foreman, A. Garnache, K. G. Wilcox, and S. H. Hoogland, J. Phys. D 37, R75 (2004).
[CrossRef]

A. Garnache, S. Hoogland, A. C. Tropper, I. Sagnes, G. Saint-Girons, and J. S. Roberts, Appl. Phys. Lett. 80, 3892 (2002).
[CrossRef]

Tsuda, S.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Unold, H. J.

D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
[CrossRef]

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

Weyers, M.

Wilcox, K. G.

A. C. Tropper, H. D. Foreman, A. Garnache, K. G. Wilcox, and S. H. Hoogland, J. Phys. D 37, R75 (2004).
[CrossRef]

Zorn, M.

Appl. Phys. Lett. (1)

A. Garnache, S. Hoogland, A. C. Tropper, I. Sagnes, G. Saint-Girons, and J. S. Roberts, Appl. Phys. Lett. 80, 3892 (2002).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

D. Lorenser, D. J. H. C. Maas, H. J. Unold, A. R. Bellancourt, B. Rudin, E. Gini, D. Ebling, and U. Keller, IEEE J. Quantum Electron. 42, 838 (2006).
[CrossRef]

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

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

J. Phys. D (1)

A. C. Tropper, H. D. Foreman, A. Garnache, K. G. Wilcox, and S. H. Hoogland, J. Phys. D 37, R75 (2004).
[CrossRef]

Nat. Photonics (1)

E. U. Rafailov, M. A. Cataluna, and W. Sibbett, Nat. Photonics 1, 395 (2007).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (1)

Phys. Rep. (1)

U. Keller and A. C. Tropper, Phys. Rep. 429, 67 (2006).
[CrossRef]

Phys. Rev. A (1)

Y. Nomura, S. Ochi, N. Tomita, K. Akiyama, T. Isu, T. Takiguchi, and H. Higuchi, Phys. Rev. A 65, 043807 (2002).
[CrossRef]

Other (1)

H. Haug and S. W. Koch (World Scientific, 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

Calculated evolution of (a) temporal intensity profile and (b) optical spectrum of a pulse making 1000 transits of an 8 - nm -thick two-level absorber.

Fig. 2
Fig. 2

Measured laser rf power spectrum; first beat note and scan of first nine harmonics (inset) showing absence of other peaks.

Fig. 3
Fig. 3

Measured laser intensity autocorrelation (points) with sech 2 fit (gray curve) to 401 fs FWHM, corresponding to a pulse duration of 260 fs . Measured laser optical spectrum (inset) with a bandwidth of 4.42 nm FWHM.

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

P + 1 T 2 [ P ̈ + ( E E S ) 2 P ] + ω 0 2 [ 1 + ( E E S ) 2 ] P ̇ = ω p 2 ϵ 0 E ̇ .

Metrics