Abstract

A directly diode-laser-pumped Ti:Al2O3 laser is demonstrated. Using a 1W, 452nm GaN diode laser, 19mW of cw output power is achieved in a potentially portable format. Pumping at this short wavelength induces a loss at the laser wavelength that is not seen for the more typical green pump wavelengths. This effect is characterized and discussed.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. F. Moulton, J. Opt. Soc. Am. B 3, 125 (1986).
    [CrossRef]
  2. P. Albers, E. Stark, and G. Huber, J. Opt. Soc. Am. B 3, 134 (1986).
    [CrossRef]
  3. “Ti:sapphire data sheet,” EKSMA Optics, http://www.eksmaoptics.com.
  4. J. F. Pinto, L. Esterowitz, G. H. Rosenblatt, M. Kokta, and D. Peressini, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2612 (1994).
    [CrossRef]
  5. S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
    [CrossRef]
  6. “Laser diode datasheet,” Nichia, Inc., http://www.nichia.com.
  7. A. J. Alfrey, IEEE J. Quantum Electron. 25, 760 (1989).
    [CrossRef]
  8. J. Harrison, A. Finch, D. M. Rines, G. A. Rines, and P. F. Moulton, Opt. Lett. 16, 581 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. D. Findlay and R. A. Clay, Phys. Lett. 20, 277 (1966).
    [CrossRef]
  10. J. A. Caird, S. A. Payne, P. R. Staber, A. J. Ramponi, L. L. Chase, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1077 (1988).
    [CrossRef]
  11. S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
    [CrossRef]
  12. A. Hoffstädt, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1850 (1997).
    [CrossRef]
  13. T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S.-I. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
    [CrossRef]

2009 (1)

T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S.-I. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
[CrossRef]

1997 (1)

A. Hoffstädt, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1850 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
[CrossRef]

1994 (1)

J. F. Pinto, L. Esterowitz, G. H. Rosenblatt, M. Kokta, and D. Peressini, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2612 (1994).
[CrossRef]

1991 (1)

1989 (1)

A. J. Alfrey, IEEE J. Quantum Electron. 25, 760 (1989).
[CrossRef]

1988 (2)

J. A. Caird, S. A. Payne, P. R. Staber, A. J. Ramponi, L. L. Chase, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1077 (1988).
[CrossRef]

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

1986 (2)

1966 (1)

D. Findlay and R. A. Clay, Phys. Lett. 20, 277 (1966).
[CrossRef]

Albers, P.

Alfrey, A. J.

A. J. Alfrey, IEEE J. Quantum Electron. 25, 760 (1989).
[CrossRef]

Caird, J. A.

J. A. Caird, S. A. Payne, P. R. Staber, A. J. Ramponi, L. L. Chase, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1077 (1988).
[CrossRef]

Chase, L. L.

J. A. Caird, S. A. Payne, P. R. Staber, A. J. Ramponi, L. L. Chase, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1077 (1988).
[CrossRef]

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

Clay, R. A.

D. Findlay and R. A. Clay, Phys. Lett. 20, 277 (1966).
[CrossRef]

Esterowitz, L.

J. F. Pinto, L. Esterowitz, G. H. Rosenblatt, M. Kokta, and D. Peressini, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2612 (1994).
[CrossRef]

Finch, A.

Findlay, D.

D. Findlay and R. A. Clay, Phys. Lett. 20, 277 (1966).
[CrossRef]

Harrison, J.

Hoffstädt, A.

A. Hoffstädt, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1850 (1997).
[CrossRef]

Huber, G.

Iwasa, N.

S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
[CrossRef]

Kiyoku, H.

S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
[CrossRef]

Kokta, M.

J. F. Pinto, L. Esterowitz, G. H. Rosenblatt, M. Kokta, and D. Peressini, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2612 (1994).
[CrossRef]

Kozaki, T.

T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S.-I. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
[CrossRef]

Krupke, W. F.

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

J. A. Caird, S. A. Payne, P. R. Staber, A. J. Ramponi, L. L. Chase, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1077 (1988).
[CrossRef]

Masui, S.

T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S.-I. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
[CrossRef]

Matsushita, T.

S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
[CrossRef]

Miyoshi, T.

T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S.-I. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
[CrossRef]

Moulton, P. F.

Mukai, T.

T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S.-I. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
[CrossRef]

Nagahama, S.-I.

T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S.-I. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
[CrossRef]

S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
[CrossRef]

Nakamura, S.

S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
[CrossRef]

Newkirk, H. W.

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

Okada, T.

T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S.-I. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
[CrossRef]

Payne, S. A.

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

J. A. Caird, S. A. Payne, P. R. Staber, A. J. Ramponi, L. L. Chase, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1077 (1988).
[CrossRef]

Peressini, D.

J. F. Pinto, L. Esterowitz, G. H. Rosenblatt, M. Kokta, and D. Peressini, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2612 (1994).
[CrossRef]

Pinto, J. F.

J. F. Pinto, L. Esterowitz, G. H. Rosenblatt, M. Kokta, and D. Peressini, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2612 (1994).
[CrossRef]

Ramponi, A. J.

J. A. Caird, S. A. Payne, P. R. Staber, A. J. Ramponi, L. L. Chase, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1077 (1988).
[CrossRef]

Rines, D. M.

Rines, G. A.

Rosenblatt, G. H.

J. F. Pinto, L. Esterowitz, G. H. Rosenblatt, M. Kokta, and D. Peressini, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2612 (1994).
[CrossRef]

Senoh, M.

S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
[CrossRef]

Smith, L. K.

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

Staber, P. R.

J. A. Caird, S. A. Payne, P. R. Staber, A. J. Ramponi, L. L. Chase, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1077 (1988).
[CrossRef]

Stark, E.

Sugimoto, Y.

S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
[CrossRef]

Yamada, T.

S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
[CrossRef]

Yanamoto, T.

T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S.-I. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
[CrossRef]

Appl. Phys. Express (1)

T. Miyoshi, S. Masui, T. Okada, T. Yanamoto, T. Kozaki, S.-I. Nagahama, and T. Mukai, Appl. Phys. Express 2, 062201 (2009).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (5)

J. F. Pinto, L. Esterowitz, G. H. Rosenblatt, M. Kokta, and D. Peressini, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2612 (1994).
[CrossRef]

A. J. Alfrey, IEEE J. Quantum Electron. 25, 760 (1989).
[CrossRef]

J. A. Caird, S. A. Payne, P. R. Staber, A. J. Ramponi, L. L. Chase, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1077 (1988).
[CrossRef]

S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
[CrossRef]

A. Hoffstädt, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1850 (1997).
[CrossRef]

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

Jpn. J. Appl. Phys. (1)

S. Nakamura, M. Senoh, S.-I. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, and Y. Sugimoto, Jpn. J. Appl. Phys. 35, L74 (1996).
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Phys. Lett. (1)

D. Findlay and R. A. Clay, Phys. Lett. 20, 277 (1966).
[CrossRef]

Other (2)

“Laser diode datasheet,” Nichia, Inc., http://www.nichia.com.

“Ti:sapphire data sheet,” EKSMA Optics, http://www.eksmaoptics.com.

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 (5)

Fig. 1
Fig. 1

Calculated output power for 1 W of incident pump power ( λ = 450 nm ) as a function of crystal length for various Ti : Al 2 O 3 crystals. The cavity parameters ( w c , cavity waist radius; w p , pump waist radius; T, output coupling) were optimized for each crystal: 0.33 wt. % , FOM = 100 : w c = 13 μ m , w p = 13 μ m , T = 6.3 % ; 0.25 wt. % , FOM = 400 : w c = 20 μ m , w p = 18 μ m , T = 3.6 % ; 0.20 wt. % , FOM = 400 : w c = 21 μ m , w p = 19 μ m , T = 3.2 % ; 0.15 wt. % , FOM = 500 : w c = 23 μ m , w p = 22 μ m , T = 2.6 % .

Fig. 2
Fig. 2

Schematic diagram of the Ti : Al 2 O 3 laser cavity (HR, high reflector; ROC, radius of curvature).

Fig. 3
Fig. 3

Power transfer of the Ti : Al 2 O 3 laser pumped with a frequency-doubled Nd : Y V O 4 laser ( λ = 532 nm , 0.5% output coupling) and with a GaN diode laser ( λ = 452 nm , 1% output coupling).

Fig. 4
Fig. 4

Output power as a function of time for the Ti : Al 2 O 3 laser (0.5% output coupling) copumped with a frequency-doubled Nd : Y V O 4 laser ( λ = 532 nm ) and an argon-ion laser ( λ Ar + = 457.9 nm or λ Ar + = 476.5 nm ), the latter only from minutes 1 to 16.

Fig. 5
Fig. 5

Power transfer of the Ti : Al 2 O 3 laser (2% output coupling) pumped with an argon-ion laser operating on a range of emission wavelengths.

Metrics