Abstract

We present a novel multiwavelength, time-division multiplexed laser design that continuously cycles through N spectrally narrow wavelengths, spending a specified, fixed time on each one. The design is based on a matched compressor/stretcher and a custom waveform generator applying modulation preferably to the gain medium. The realization discussed here utilizes a pulsed semiconductor optical amplifier in an all-fiber cavity containing fiber Bragg gratings. The laser cycles through 19 wavelengths in a 44nm wide spectral band (13331377nm) every 15μs. The source contains no moving parts, offers high repetition rates, narrow spectral linewidths, and custom spectral profiling of the output.

© 2008 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. C. Lan, A. W. Caswell, L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, Y. Urata, and Y. Okura, in SAE World Congress 01-0188 (2007).
  2. L. A. Kranendonk, R. Huber, J. G. Fujimoto, and S. T. Sanders, Proc. Combust. Inst. 31, 783 (2007).
    [CrossRef]
  3. L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, X. An, A. W. Caswell, R. E. Herold, R. Huber, J. G. Fujimoto, Y. Okura, and Y. Urata, Opt. Express 15, 15115 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. T. Kraetschmer, C. Lan, and S. T. Sanders, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1607 (2007).
    [CrossRef]
  5. S. Yamashita and M. Asano, Opt. Express 14, 9299 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. R. Huber, M. Wojtkowski, and J. G. Fujimoto, Opt. Express 14, 3225 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. G. D. Lloyd, L. A. Everall, K. Sugden, and I. Bennion, IEEE Photon. Technol. Lett. 16, 2323 (2004).
    [CrossRef]
  8. W. H. Chung, H. Tam, P. K. A. Wai, and A. Khandelwal, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 2709 (2005).
    [CrossRef]
  9. B. Dong, S. He, S. Hu, D. Tian, J. Lv, and Q. Zhao, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 2620 (2006).
    [CrossRef]
  10. C. Okawara and K. Saijyou, Acoust. Sci. & Tech. 28, 39 (2007).
    [CrossRef]
  11. T. A. Berkoff, M. A. Davis, D. G. Bellemore, A. D. Kersey, G. M. Williams, and M. A. Putnam, Proc. SPIE 2444, 288 (1995).
    [CrossRef]
  12. J. W. Goodman, Statistical Optics (John Wiley & Sons, 1985), pp. 237-257.
  13. J. W. Walewski, J. A. Filipa, and S. T. Sanders, Appl. Spectrosc. 62, 220 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. J. A. Filipa, J. W. Walewski, and S. T. Sanders, Appl. Spectrosc. 62, 230 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. M. Buback and H. P. Vögele, FT-NIR Atlas (VCH, 1993).
  16. D. S. Baer, V. Nagali, E. R. Furlong, R. K. Hanson, and M. E. Newfield, AIAA J. 34, 489 (1996).
    [CrossRef]
  17. S. T. Sanders, J. A. Baldwin, T. P. Jenkins, D. S. Baer, and R. K. Hanson, Proc. Combust. Inst. 28, 587 (2000).
    [CrossRef]

2008 (2)

2007 (5)

L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, X. An, A. W. Caswell, R. E. Herold, R. Huber, J. G. Fujimoto, Y. Okura, and Y. Urata, Opt. Express 15, 15115 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

C. Okawara and K. Saijyou, Acoust. Sci. & Tech. 28, 39 (2007).
[CrossRef]

C. Lan, A. W. Caswell, L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, Y. Urata, and Y. Okura, in SAE World Congress 01-0188 (2007).

L. A. Kranendonk, R. Huber, J. G. Fujimoto, and S. T. Sanders, Proc. Combust. Inst. 31, 783 (2007).
[CrossRef]

T. Kraetschmer, C. Lan, and S. T. Sanders, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1607 (2007).
[CrossRef]

2006 (3)

2005 (1)

W. H. Chung, H. Tam, P. K. A. Wai, and A. Khandelwal, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 2709 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

G. D. Lloyd, L. A. Everall, K. Sugden, and I. Bennion, IEEE Photon. Technol. Lett. 16, 2323 (2004).
[CrossRef]

2000 (1)

S. T. Sanders, J. A. Baldwin, T. P. Jenkins, D. S. Baer, and R. K. Hanson, Proc. Combust. Inst. 28, 587 (2000).
[CrossRef]

1996 (1)

D. S. Baer, V. Nagali, E. R. Furlong, R. K. Hanson, and M. E. Newfield, AIAA J. 34, 489 (1996).
[CrossRef]

1995 (1)

T. A. Berkoff, M. A. Davis, D. G. Bellemore, A. D. Kersey, G. M. Williams, and M. A. Putnam, Proc. SPIE 2444, 288 (1995).
[CrossRef]

1993 (1)

M. Buback and H. P. Vögele, FT-NIR Atlas (VCH, 1993).

1985 (1)

J. W. Goodman, Statistical Optics (John Wiley & Sons, 1985), pp. 237-257.

An, X.

Asano, M.

Baer, D. S.

S. T. Sanders, J. A. Baldwin, T. P. Jenkins, D. S. Baer, and R. K. Hanson, Proc. Combust. Inst. 28, 587 (2000).
[CrossRef]

D. S. Baer, V. Nagali, E. R. Furlong, R. K. Hanson, and M. E. Newfield, AIAA J. 34, 489 (1996).
[CrossRef]

Baldwin, J. A.

S. T. Sanders, J. A. Baldwin, T. P. Jenkins, D. S. Baer, and R. K. Hanson, Proc. Combust. Inst. 28, 587 (2000).
[CrossRef]

Bellemore, D. G.

T. A. Berkoff, M. A. Davis, D. G. Bellemore, A. D. Kersey, G. M. Williams, and M. A. Putnam, Proc. SPIE 2444, 288 (1995).
[CrossRef]

Bennion, I.

G. D. Lloyd, L. A. Everall, K. Sugden, and I. Bennion, IEEE Photon. Technol. Lett. 16, 2323 (2004).
[CrossRef]

Berkoff, T. A.

T. A. Berkoff, M. A. Davis, D. G. Bellemore, A. D. Kersey, G. M. Williams, and M. A. Putnam, Proc. SPIE 2444, 288 (1995).
[CrossRef]

Buback, M.

M. Buback and H. P. Vögele, FT-NIR Atlas (VCH, 1993).

Caswell, A. W.

L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, X. An, A. W. Caswell, R. E. Herold, R. Huber, J. G. Fujimoto, Y. Okura, and Y. Urata, Opt. Express 15, 15115 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

C. Lan, A. W. Caswell, L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, Y. Urata, and Y. Okura, in SAE World Congress 01-0188 (2007).

Chung, W. H.

W. H. Chung, H. Tam, P. K. A. Wai, and A. Khandelwal, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 2709 (2005).
[CrossRef]

Davis, M. A.

T. A. Berkoff, M. A. Davis, D. G. Bellemore, A. D. Kersey, G. M. Williams, and M. A. Putnam, Proc. SPIE 2444, 288 (1995).
[CrossRef]

Dong, B.

B. Dong, S. He, S. Hu, D. Tian, J. Lv, and Q. Zhao, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 2620 (2006).
[CrossRef]

Everall, L. A.

G. D. Lloyd, L. A. Everall, K. Sugden, and I. Bennion, IEEE Photon. Technol. Lett. 16, 2323 (2004).
[CrossRef]

Filipa, J. A.

Fujimoto, J. G.

Furlong, E. R.

D. S. Baer, V. Nagali, E. R. Furlong, R. K. Hanson, and M. E. Newfield, AIAA J. 34, 489 (1996).
[CrossRef]

Goodman, J. W.

J. W. Goodman, Statistical Optics (John Wiley & Sons, 1985), pp. 237-257.

Hanson, R. K.

S. T. Sanders, J. A. Baldwin, T. P. Jenkins, D. S. Baer, and R. K. Hanson, Proc. Combust. Inst. 28, 587 (2000).
[CrossRef]

D. S. Baer, V. Nagali, E. R. Furlong, R. K. Hanson, and M. E. Newfield, AIAA J. 34, 489 (1996).
[CrossRef]

He, S.

B. Dong, S. He, S. Hu, D. Tian, J. Lv, and Q. Zhao, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 2620 (2006).
[CrossRef]

Herold, R. E.

Hu, S.

B. Dong, S. He, S. Hu, D. Tian, J. Lv, and Q. Zhao, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 2620 (2006).
[CrossRef]

Huber, R.

Jenkins, T. P.

S. T. Sanders, J. A. Baldwin, T. P. Jenkins, D. S. Baer, and R. K. Hanson, Proc. Combust. Inst. 28, 587 (2000).
[CrossRef]

Kersey, A. D.

T. A. Berkoff, M. A. Davis, D. G. Bellemore, A. D. Kersey, G. M. Williams, and M. A. Putnam, Proc. SPIE 2444, 288 (1995).
[CrossRef]

Khandelwal, A.

W. H. Chung, H. Tam, P. K. A. Wai, and A. Khandelwal, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 2709 (2005).
[CrossRef]

Kraetschmer, T.

T. Kraetschmer, C. Lan, and S. T. Sanders, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1607 (2007).
[CrossRef]

Kranendonk, L. A.

C. Lan, A. W. Caswell, L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, Y. Urata, and Y. Okura, in SAE World Congress 01-0188 (2007).

L. A. Kranendonk, R. Huber, J. G. Fujimoto, and S. T. Sanders, Proc. Combust. Inst. 31, 783 (2007).
[CrossRef]

L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, X. An, A. W. Caswell, R. E. Herold, R. Huber, J. G. Fujimoto, Y. Okura, and Y. Urata, Opt. Express 15, 15115 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Lan, C.

C. Lan, A. W. Caswell, L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, Y. Urata, and Y. Okura, in SAE World Congress 01-0188 (2007).

T. Kraetschmer, C. Lan, and S. T. Sanders, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1607 (2007).
[CrossRef]

Lloyd, G. D.

G. D. Lloyd, L. A. Everall, K. Sugden, and I. Bennion, IEEE Photon. Technol. Lett. 16, 2323 (2004).
[CrossRef]

Lv, J.

B. Dong, S. He, S. Hu, D. Tian, J. Lv, and Q. Zhao, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 2620 (2006).
[CrossRef]

Nagali, V.

D. S. Baer, V. Nagali, E. R. Furlong, R. K. Hanson, and M. E. Newfield, AIAA J. 34, 489 (1996).
[CrossRef]

Newfield, M. E.

D. S. Baer, V. Nagali, E. R. Furlong, R. K. Hanson, and M. E. Newfield, AIAA J. 34, 489 (1996).
[CrossRef]

Okawara, C.

C. Okawara and K. Saijyou, Acoust. Sci. & Tech. 28, 39 (2007).
[CrossRef]

Okura, Y.

L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, X. An, A. W. Caswell, R. E. Herold, R. Huber, J. G. Fujimoto, Y. Okura, and Y. Urata, Opt. Express 15, 15115 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

C. Lan, A. W. Caswell, L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, Y. Urata, and Y. Okura, in SAE World Congress 01-0188 (2007).

Putnam, M. A.

T. A. Berkoff, M. A. Davis, D. G. Bellemore, A. D. Kersey, G. M. Williams, and M. A. Putnam, Proc. SPIE 2444, 288 (1995).
[CrossRef]

Saijyou, K.

C. Okawara and K. Saijyou, Acoust. Sci. & Tech. 28, 39 (2007).
[CrossRef]

Sanders, S. T.

J. W. Walewski, J. A. Filipa, and S. T. Sanders, Appl. Spectrosc. 62, 220 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

J. A. Filipa, J. W. Walewski, and S. T. Sanders, Appl. Spectrosc. 62, 230 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

C. Lan, A. W. Caswell, L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, Y. Urata, and Y. Okura, in SAE World Congress 01-0188 (2007).

T. Kraetschmer, C. Lan, and S. T. Sanders, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1607 (2007).
[CrossRef]

L. A. Kranendonk, R. Huber, J. G. Fujimoto, and S. T. Sanders, Proc. Combust. Inst. 31, 783 (2007).
[CrossRef]

L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, X. An, A. W. Caswell, R. E. Herold, R. Huber, J. G. Fujimoto, Y. Okura, and Y. Urata, Opt. Express 15, 15115 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

S. T. Sanders, J. A. Baldwin, T. P. Jenkins, D. S. Baer, and R. K. Hanson, Proc. Combust. Inst. 28, 587 (2000).
[CrossRef]

Sugden, K.

G. D. Lloyd, L. A. Everall, K. Sugden, and I. Bennion, IEEE Photon. Technol. Lett. 16, 2323 (2004).
[CrossRef]

Tam, H.

W. H. Chung, H. Tam, P. K. A. Wai, and A. Khandelwal, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 2709 (2005).
[CrossRef]

Tian, D.

B. Dong, S. He, S. Hu, D. Tian, J. Lv, and Q. Zhao, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 2620 (2006).
[CrossRef]

Urata, Y.

L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, X. An, A. W. Caswell, R. E. Herold, R. Huber, J. G. Fujimoto, Y. Okura, and Y. Urata, Opt. Express 15, 15115 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

C. Lan, A. W. Caswell, L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, Y. Urata, and Y. Okura, in SAE World Congress 01-0188 (2007).

Vögele, H. P.

M. Buback and H. P. Vögele, FT-NIR Atlas (VCH, 1993).

Wai, P. K. A.

W. H. Chung, H. Tam, P. K. A. Wai, and A. Khandelwal, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 2709 (2005).
[CrossRef]

Walewski, J. W.

Williams, G. M.

T. A. Berkoff, M. A. Davis, D. G. Bellemore, A. D. Kersey, G. M. Williams, and M. A. Putnam, Proc. SPIE 2444, 288 (1995).
[CrossRef]

Wojtkowski, M.

Yamashita, S.

Zhao, Q.

B. Dong, S. He, S. Hu, D. Tian, J. Lv, and Q. Zhao, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 2620 (2006).
[CrossRef]

Acoust. Sci. & Tech. (1)

C. Okawara and K. Saijyou, Acoust. Sci. & Tech. 28, 39 (2007).
[CrossRef]

AIAA J. (1)

D. S. Baer, V. Nagali, E. R. Furlong, R. K. Hanson, and M. E. Newfield, AIAA J. 34, 489 (1996).
[CrossRef]

Appl. Spectrosc. (2)

IEEE Photon. Technol. Lett. (4)

G. D. Lloyd, L. A. Everall, K. Sugden, and I. Bennion, IEEE Photon. Technol. Lett. 16, 2323 (2004).
[CrossRef]

W. H. Chung, H. Tam, P. K. A. Wai, and A. Khandelwal, IEEE Photon. Technol. Lett. 17, 2709 (2005).
[CrossRef]

B. Dong, S. He, S. Hu, D. Tian, J. Lv, and Q. Zhao, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 2620 (2006).
[CrossRef]

T. Kraetschmer, C. Lan, and S. T. Sanders, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1607 (2007).
[CrossRef]

Opt. Express (3)

Proc. Combust. Inst. (2)

S. T. Sanders, J. A. Baldwin, T. P. Jenkins, D. S. Baer, and R. K. Hanson, Proc. Combust. Inst. 28, 587 (2000).
[CrossRef]

L. A. Kranendonk, R. Huber, J. G. Fujimoto, and S. T. Sanders, Proc. Combust. Inst. 31, 783 (2007).
[CrossRef]

Proc. SPIE (1)

T. A. Berkoff, M. A. Davis, D. G. Bellemore, A. D. Kersey, G. M. Williams, and M. A. Putnam, Proc. SPIE 2444, 288 (1995).
[CrossRef]

Other (3)

J. W. Goodman, Statistical Optics (John Wiley & Sons, 1985), pp. 237-257.

C. Lan, A. W. Caswell, L. A. Kranendonk, S. T. Sanders, Y. Urata, and Y. Okura, in SAE World Congress 01-0188 (2007).

M. Buback and H. P. Vögele, FT-NIR Atlas (VCH, 1993).

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

Schematic of the N = 19 color TDM laser. The TDM output is monitored with an oscilloscope (OSC) and an optical spectrum analyzer (OSA).

Fig. 2
Fig. 2

Simplified optical x t diagram and BOA injection current pattern for a three-color TDM sensor.

Fig. 3
Fig. 3

(a) OSA flat output spectrum, (b) OSA ramp output spectrum, and (c) time trace of the 19-color TDM sensor output.

Fig. 4
Fig. 4

Single-shot absorption measurements of liquid phase methanol (offset by + 0.2 ) and isopropanol.

Equations (4)

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

t PW = 1 4 f rep N ,
L 1 = 1 2 N v g t PW ,
L 2 = 1 2 v g t PW ,
L 3 = 1 2 ( 2 N + 1 ) v g t PW ,

Metrics