Abstract

We report an optically synchronized picosecond pump laser for optical parametric amplifiers based on an Yb:YAG thin-disk amplifier. At 3 kHz repetition rate, pulse energies of 25 mJ with 1.6 ps pulse duration were achieved with an rms fluctuation in pulse energy of <0.7% by utilizing a broadly intermittent single-energy regime in the deterministic chaos of a continuously pumped regenerative amplifier.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. S. Sartania, Z. Cheng, M. Lenzner, G. Tempea, Ch. Spielmann, F. Krausz, and K. Ferencz, Opt. Lett. 22, 1562 (1997).
    [CrossRef]
  3. M. Nisoli, S. De Silvestri, O. Svelto, R. Szipöcs, K. Ferencz, Ch. Spielmann, S. Sartania, and F. Krausz, Opt. Lett. 22, 522 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. S. Backus, R. Bartels, S. Thompson, R. Dollinger, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Opt. Lett. 26, 465 (2001).
    [CrossRef]
  5. F. Tavella, A. Marcinkevičius, and F. Krausz, Opt. Express 14, 12822 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. S. Witte, R. Th. Zinkstok, A. L. Wolf, W. Hogervorst, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Opt. Express 14, 8168 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. F. Tavella, Y. Nomura, L. Veisz, V. Pervak, A. Marcinkevičius, and F. Krausz, Opt. Lett. 32, 2227 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. N. Ishii, C. Y. Teisset, T. Fuji, S. Köhler, K. Schmid, L. Veisz, A. Baltuška, and F. Krausz, IEEE Sel. Top. Quantum Electron. 12, 173 (2006).
    [CrossRef]
  9. R. Szipocs, K. Ferencz, C. Spielmann, and F. Krausz, Opt. Lett. 19, 201 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, and M. D. Perry, Phys. Rev. B 53, 1749 (1996).
    [CrossRef]
  11. G. Cerullo and S. De Silvestri, Rev. Sci. Instrum. 74, 1 (2003).
    [CrossRef]
  12. D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
    [CrossRef]
  13. A. Giesen and J. Speiser, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 598 (2007).
    [CrossRef]
  14. N. Destouches, A. Tishchenko, J. Pommier, S. Reynaud, O. Parriaux, S. Tonchev, and M. Ahmed, Opt. Express 13, 3230 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. J. Dörring, A. Killi, U. Morgner, A. Lang, M. Lederer, and D. Kopf, Opt. Express 12, 1759 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. M. Grishin, V. Gulbinas, and A. Michailovas, Opt. Express 15, 9434 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. T. Fuji, A. Unterhuber, V. S. Yakovlev, G. Tempea, A. Stingl, F. Krausz, and W. Drexler, Appl. Phys. B 77, 125 (2003).
    [CrossRef]
  18. O. E. Martinez, IEEE J. Quantum Electron. 23, 59 (1987).
    [CrossRef]
  19. C. Hönninger, I. Johannsen, M. Moser, G. Zhang, A. Giesen, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 423 (1997).
    [CrossRef]

2008 (1)

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

2007 (3)

2006 (3)

2005 (1)

2004 (1)

2003 (2)

G. Cerullo and S. De Silvestri, Rev. Sci. Instrum. 74, 1 (2003).
[CrossRef]

T. Fuji, A. Unterhuber, V. S. Yakovlev, G. Tempea, A. Stingl, F. Krausz, and W. Drexler, Appl. Phys. B 77, 125 (2003).
[CrossRef]

2001 (1)

1997 (3)

1996 (1)

B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, and M. D. Perry, Phys. Rev. B 53, 1749 (1996).
[CrossRef]

1994 (1)

1987 (1)

O. E. Martinez, IEEE J. Quantum Electron. 23, 59 (1987).
[CrossRef]

1985 (1)

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

Ahmed, M.

Aquila, A. L.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Attwood, D. T.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Backus, S.

Baltuška, A.

N. Ishii, C. Y. Teisset, T. Fuji, S. Köhler, K. Schmid, L. Veisz, A. Baltuška, and F. Krausz, IEEE Sel. Top. Quantum Electron. 12, 173 (2006).
[CrossRef]

Bartels, R.

Cerullo, G.

G. Cerullo and S. De Silvestri, Rev. Sci. Instrum. 74, 1 (2003).
[CrossRef]

Cheng, Z.

De Silvestri, S.

Destouches, N.

Dollinger, R.

Dörring, J.

Drexler, W.

T. Fuji, A. Unterhuber, V. S. Yakovlev, G. Tempea, A. Stingl, F. Krausz, and W. Drexler, Appl. Phys. B 77, 125 (2003).
[CrossRef]

Eikema, K. S. E.

Feit, M. D.

B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, and M. D. Perry, Phys. Rev. B 53, 1749 (1996).
[CrossRef]

Ferencz, K.

Fuji, T.

N. Ishii, C. Y. Teisset, T. Fuji, S. Köhler, K. Schmid, L. Veisz, A. Baltuška, and F. Krausz, IEEE Sel. Top. Quantum Electron. 12, 173 (2006).
[CrossRef]

T. Fuji, A. Unterhuber, V. S. Yakovlev, G. Tempea, A. Stingl, F. Krausz, and W. Drexler, Appl. Phys. B 77, 125 (2003).
[CrossRef]

Gagnon, J.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Giesen, A.

A. Giesen and J. Speiser, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 598 (2007).
[CrossRef]

C. Hönninger, I. Johannsen, M. Moser, G. Zhang, A. Giesen, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 423 (1997).
[CrossRef]

Goulielmakis, E.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Grishin, M.

Gulbinas, V.

Gullikson, E. M.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Herman, S.

B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, and M. D. Perry, Phys. Rev. B 53, 1749 (1996).
[CrossRef]

Hofstetter, M.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Hogervorst, W.

Hönninger, C.

C. Hönninger, I. Johannsen, M. Moser, G. Zhang, A. Giesen, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 423 (1997).
[CrossRef]

Ishii, N.

N. Ishii, C. Y. Teisset, T. Fuji, S. Köhler, K. Schmid, L. Veisz, A. Baltuška, and F. Krausz, IEEE Sel. Top. Quantum Electron. 12, 173 (2006).
[CrossRef]

Johannsen, I.

C. Hönninger, I. Johannsen, M. Moser, G. Zhang, A. Giesen, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 423 (1997).
[CrossRef]

Kapteyn, H. C.

Keller, U.

C. Hönninger, I. Johannsen, M. Moser, G. Zhang, A. Giesen, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 423 (1997).
[CrossRef]

Kienberger, R.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Killi, A.

Kleineberg, U.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Köhler, S.

N. Ishii, C. Y. Teisset, T. Fuji, S. Köhler, K. Schmid, L. Veisz, A. Baltuška, and F. Krausz, IEEE Sel. Top. Quantum Electron. 12, 173 (2006).
[CrossRef]

Kopf, D.

Krausz, F.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

F. Tavella, Y. Nomura, L. Veisz, V. Pervak, A. Marcinkevičius, and F. Krausz, Opt. Lett. 32, 2227 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

N. Ishii, C. Y. Teisset, T. Fuji, S. Köhler, K. Schmid, L. Veisz, A. Baltuška, and F. Krausz, IEEE Sel. Top. Quantum Electron. 12, 173 (2006).
[CrossRef]

F. Tavella, A. Marcinkevičius, and F. Krausz, Opt. Express 14, 12822 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

T. Fuji, A. Unterhuber, V. S. Yakovlev, G. Tempea, A. Stingl, F. Krausz, and W. Drexler, Appl. Phys. B 77, 125 (2003).
[CrossRef]

S. Sartania, Z. Cheng, M. Lenzner, G. Tempea, Ch. Spielmann, F. Krausz, and K. Ferencz, Opt. Lett. 22, 1562 (1997).
[CrossRef]

M. Nisoli, S. De Silvestri, O. Svelto, R. Szipöcs, K. Ferencz, Ch. Spielmann, S. Sartania, and F. Krausz, Opt. Lett. 22, 522 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

R. Szipocs, K. Ferencz, C. Spielmann, and F. Krausz, Opt. Lett. 19, 201 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Lang, A.

Lederer, M.

Lenzner, M.

Marcinkevicius, A.

Martinez, O. E.

O. E. Martinez, IEEE J. Quantum Electron. 23, 59 (1987).
[CrossRef]

Michailovas, A.

Morgner, U.

Moser, M.

C. Hönninger, I. Johannsen, M. Moser, G. Zhang, A. Giesen, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 423 (1997).
[CrossRef]

Mourou, G.

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

Murnane, M. M.

Nisoli, M.

Nomura, Y.

Parriaux, O.

Perry, M. D.

B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, and M. D. Perry, Phys. Rev. B 53, 1749 (1996).
[CrossRef]

Pervak, V.

Pommier, J.

Reynaud, S.

Rubenchik, A. M.

B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, and M. D. Perry, Phys. Rev. B 53, 1749 (1996).
[CrossRef]

Sartania, S.

Schmid, K.

N. Ishii, C. Y. Teisset, T. Fuji, S. Köhler, K. Schmid, L. Veisz, A. Baltuška, and F. Krausz, IEEE Sel. Top. Quantum Electron. 12, 173 (2006).
[CrossRef]

Schultze, M.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Shore, B. W.

B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, and M. D. Perry, Phys. Rev. B 53, 1749 (1996).
[CrossRef]

Speiser, J.

A. Giesen and J. Speiser, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 598 (2007).
[CrossRef]

Spielmann, C.

Spielmann, Ch.

Stingl, A.

T. Fuji, A. Unterhuber, V. S. Yakovlev, G. Tempea, A. Stingl, F. Krausz, and W. Drexler, Appl. Phys. B 77, 125 (2003).
[CrossRef]

Strickland, D.

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

Stuart, B. C.

B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, and M. D. Perry, Phys. Rev. B 53, 1749 (1996).
[CrossRef]

Svelto, O.

Szipocs, R.

Szipöcs, R.

Tavella, F.

Teisset, C. Y.

N. Ishii, C. Y. Teisset, T. Fuji, S. Köhler, K. Schmid, L. Veisz, A. Baltuška, and F. Krausz, IEEE Sel. Top. Quantum Electron. 12, 173 (2006).
[CrossRef]

Tempea, G.

T. Fuji, A. Unterhuber, V. S. Yakovlev, G. Tempea, A. Stingl, F. Krausz, and W. Drexler, Appl. Phys. B 77, 125 (2003).
[CrossRef]

S. Sartania, Z. Cheng, M. Lenzner, G. Tempea, Ch. Spielmann, F. Krausz, and K. Ferencz, Opt. Lett. 22, 1562 (1997).
[CrossRef]

Thompson, S.

Tishchenko, A.

Tonchev, S.

Ubachs, W.

Uiberacker, M.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Unterhuber, A.

T. Fuji, A. Unterhuber, V. S. Yakovlev, G. Tempea, A. Stingl, F. Krausz, and W. Drexler, Appl. Phys. B 77, 125 (2003).
[CrossRef]

Veisz, L.

F. Tavella, Y. Nomura, L. Veisz, V. Pervak, A. Marcinkevičius, and F. Krausz, Opt. Lett. 32, 2227 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

N. Ishii, C. Y. Teisset, T. Fuji, S. Köhler, K. Schmid, L. Veisz, A. Baltuška, and F. Krausz, IEEE Sel. Top. Quantum Electron. 12, 173 (2006).
[CrossRef]

Witte, S.

Wolf, A. L.

Yakovlev, V. S.

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

T. Fuji, A. Unterhuber, V. S. Yakovlev, G. Tempea, A. Stingl, F. Krausz, and W. Drexler, Appl. Phys. B 77, 125 (2003).
[CrossRef]

Zhang, G.

C. Hönninger, I. Johannsen, M. Moser, G. Zhang, A. Giesen, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 423 (1997).
[CrossRef]

Zinkstok, R. Th.

Appl. Phys. B (2)

C. Hönninger, I. Johannsen, M. Moser, G. Zhang, A. Giesen, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 423 (1997).
[CrossRef]

T. Fuji, A. Unterhuber, V. S. Yakovlev, G. Tempea, A. Stingl, F. Krausz, and W. Drexler, Appl. Phys. B 77, 125 (2003).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

O. E. Martinez, IEEE J. Quantum Electron. 23, 59 (1987).
[CrossRef]

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

A. Giesen and J. Speiser, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 598 (2007).
[CrossRef]

IEEE Sel. Top. Quantum Electron. (1)

N. Ishii, C. Y. Teisset, T. Fuji, S. Köhler, K. Schmid, L. Veisz, A. Baltuška, and F. Krausz, IEEE Sel. Top. Quantum Electron. 12, 173 (2006).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

Opt. Express (5)

Opt. Lett. (5)

Phys. Rev. B (1)

B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, and M. D. Perry, Phys. Rev. B 53, 1749 (1996).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

G. Cerullo and S. De Silvestri, Rev. Sci. Instrum. 74, 1 (2003).
[CrossRef]

Science (1)

E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker, A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, and U. Kleineberg, Science 320, 1614 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

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

Schematical laser setup. HR, high reflecting mirror; CM, chirped mirror; RTP, rubidium titanyl phosphate; PC, Pockels cell; TFP, thin-film polarizer; λ / 2 , half-wave-plate; λ / 4 , quarter-wave-plate; PP-MgO:LN, MgO-doped periodically poled LiNbO 3 crystal.

Fig. 2
Fig. 2

AC trace, optical spectrum, and beam profile (measured M 2 < 1.1 ) of the laser output. The AC trace corresponds to a FWHM pulse duration of 1.6 ps, assuming a Gaussian pulse shape.

Fig. 3
Fig. 3

Measured bifurcation diagram for 150 round trips in dependence of the pump power at a repetition rate of 6 kHz. The inset shows the result of the same measurement with 120 round trips.

Metrics