Abstract

We evaluate the shape and chirp of nanosecond pulses from a fiber laser passively mode locked with a nanotube-based saturable absorber by using a synchronously scanning streak camera and a monochromator to directly measure the pulse spectrogram. We show that the stable sech2 output pulse possesses a predominantly linear chirp, with a residual quartic phase and low noise. Comparison with analytical mode-locking theory shows a good quantitative agreement with the master equation mode-locking model.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Chong, W. H. Renninger, and F. W. Wise, Opt. Lett. 32, 2408 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. W. H. Renninger, A. Chong, and F. W. Wise, Opt. Lett. 33, 3025 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. S. Kobtsev, S. Kukarin, and Y. Fedotov, Opt. Express 16, 21,936 (2008).
  4. X. Tian, M. Tang, P. P. Shum, Y. Gong, C. Lin, S. Fu, and T. Zhang, Opt. Lett. 34, 1432 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. M. Horowitz, Y. Barad, and Y. Silberberg, Opt. Lett. 22, 799 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. H. A. Haus, J. G. Fujimoto, and E. P. Ippen, J. Opt. Soc. Am. B 8, 2068 (1991).
    [CrossRef]
  7. E. J. R. Kelleher, J. C. Travers, Z. Sun, A. C. Rozhin, A. G. Ferrari, S. V. Popov, and J. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 95, 111108 (2009).
    [CrossRef]
  8. V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
    [CrossRef]
  9. T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonaccorso, P. H. Tan, A. G. Rozhin, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 21, 3874 (2009).
    [CrossRef]
  10. F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. W. H. Renninger, A. Chong, and F. W. Wise, Phys. Rev. A 77, 023814 (2008).
    [CrossRef]
  12. R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, B. A. Richman, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
    [CrossRef]
  13. B. G. Bale and J. N. Kutz, J. Opt. Soc. Am. B 25, 1193 (2008).
    [CrossRef]

2009 (3)

T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonaccorso, P. H. Tan, A. G. Rozhin, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 21, 3874 (2009).
[CrossRef]

E. J. R. Kelleher, J. C. Travers, Z. Sun, A. C. Rozhin, A. G. Ferrari, S. V. Popov, and J. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 95, 111108 (2009).
[CrossRef]

X. Tian, M. Tang, P. P. Shum, Y. Gong, C. Lin, S. Fu, and T. Zhang, Opt. Lett. 34, 1432 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

2008 (6)

B. G. Bale and J. N. Kutz, J. Opt. Soc. Am. B 25, 1193 (2008).
[CrossRef]

W. H. Renninger, A. Chong, and F. W. Wise, Opt. Lett. 33, 3025 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

S. Kobtsev, S. Kukarin, and Y. Fedotov, Opt. Express 16, 21,936 (2008).

F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

W. H. Renninger, A. Chong, and F. W. Wise, Phys. Rev. A 77, 023814 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

1997 (2)

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, B. A. Richman, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

M. Horowitz, Y. Barad, and Y. Silberberg, Opt. Lett. 22, 799 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

1991 (1)

Bale, B. G.

Barad, Y.

Bonaccorso, F.

T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonaccorso, P. H. Tan, A. G. Rozhin, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 21, 3874 (2009).
[CrossRef]

Chong, A.

DeLong, K. W.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, B. A. Richman, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Fedotov, Y.

S. Kobtsev, S. Kukarin, and Y. Fedotov, Opt. Express 16, 21,936 (2008).

Ferrari, A. C.

T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonaccorso, P. H. Tan, A. G. Rozhin, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 21, 3874 (2009).
[CrossRef]

F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

Ferrari, A. G.

E. J. R. Kelleher, J. C. Travers, Z. Sun, A. C. Rozhin, A. G. Ferrari, S. V. Popov, and J. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 95, 111108 (2009).
[CrossRef]

Fittinghoff, D. N.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, B. A. Richman, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Fu, S.

Fujimoto, J. G.

Gong, Y.

Hasan, T.

T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonaccorso, P. H. Tan, A. G. Rozhin, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 21, 3874 (2009).
[CrossRef]

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

Haus, H. A.

Hennrich, F.

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Horowitz, M.

Ippen, E. P.

Kane, D. J.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, B. A. Richman, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Kelleher, E. J. R.

E. J. R. Kelleher, J. C. Travers, Z. Sun, A. C. Rozhin, A. G. Ferrari, S. V. Popov, and J. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 95, 111108 (2009).
[CrossRef]

Kobtsev, S.

S. Kobtsev, S. Kukarin, and Y. Fedotov, Opt. Express 16, 21,936 (2008).

Krumbügel, M. A.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, B. A. Richman, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Kukarin, S.

S. Kobtsev, S. Kukarin, and Y. Fedotov, Opt. Express 16, 21,936 (2008).

Kutz, J. N.

Lin, C.

Milne, W. I.

F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

Popov, S. V.

E. J. R. Kelleher, J. C. Travers, Z. Sun, A. C. Rozhin, A. G. Ferrari, S. V. Popov, and J. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 95, 111108 (2009).
[CrossRef]

Renninger, W. H.

Richman, B. A.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, B. A. Richman, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Rozhin, A. C.

E. J. R. Kelleher, J. C. Travers, Z. Sun, A. C. Rozhin, A. G. Ferrari, S. V. Popov, and J. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 95, 111108 (2009).
[CrossRef]

Rozhin, A. G.

T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonaccorso, P. H. Tan, A. G. Rozhin, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 21, 3874 (2009).
[CrossRef]

F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

Scardaci, V.

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Shum, P. P.

Silberberg, Y.

Sun, Z.

T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonaccorso, P. H. Tan, A. G. Rozhin, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 21, 3874 (2009).
[CrossRef]

E. J. R. Kelleher, J. C. Travers, Z. Sun, A. C. Rozhin, A. G. Ferrari, S. V. Popov, and J. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 95, 111108 (2009).
[CrossRef]

F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

Sweetser, J. N.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, B. A. Richman, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Tan, P. H.

T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonaccorso, P. H. Tan, A. G. Rozhin, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 21, 3874 (2009).
[CrossRef]

Tang, M.

Taylor, J. R.

E. J. R. Kelleher, J. C. Travers, Z. Sun, A. C. Rozhin, A. G. Ferrari, S. V. Popov, and J. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 95, 111108 (2009).
[CrossRef]

Tian, X.

Travers, J. C.

E. J. R. Kelleher, J. C. Travers, Z. Sun, A. C. Rozhin, A. G. Ferrari, S. V. Popov, and J. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 95, 111108 (2009).
[CrossRef]

Trebino, R.

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, B. A. Richman, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Wang, F.

T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonaccorso, P. H. Tan, A. G. Rozhin, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 21, 3874 (2009).
[CrossRef]

F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

White, I. H.

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Wise, F. W.

Zhang, T.

Adv. Mater. (2)

V. Scardaci, Z. Sun, F. Wang, A. G. Rozhin, T. Hasan, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 20, 4040 (2008).
[CrossRef]

T. Hasan, Z. Sun, F. Wang, F. Bonaccorso, P. H. Tan, A. G. Rozhin, and A. C. Ferrari, Adv. Mater. 21, 3874 (2009).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

E. J. R. Kelleher, J. C. Travers, Z. Sun, A. C. Rozhin, A. G. Ferrari, S. V. Popov, and J. R. Taylor, Appl. Phys. Lett. 95, 111108 (2009).
[CrossRef]

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

Nat. Nanotechnol. (1)

F. Wang, A. G. Rozhin, V. Scardaci, Z. Sun, F. Hennrich, I. H. White, W. I. Milne, and A. C. Ferrari, Nat. Nanotechnol. 3, 738 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express (1)

S. Kobtsev, S. Kukarin, and Y. Fedotov, Opt. Express 16, 21,936 (2008).

Opt. Lett. (4)

Phys. Rev. A (1)

W. H. Renninger, A. Chong, and F. W. Wise, Phys. Rev. A 77, 023814 (2008).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

R. Trebino, K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, M. A. Krumbügel, B. A. Richman, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

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

GCO setup. YDFA, Yb-doped fiber amplifier; SWNT, nanotube-based saturable absorber; PC, polarization controller; OC, output coupler; ISO, isolator; DF, dispersive fiber.

Fig. 2
Fig. 2

(a) GCO optical and (b) rf spectrum.

Fig. 3
Fig. 3

Experimentally measured pulse shape (logarithmic scale) including sech 2 , sech, and Gaussian fits.

Fig. 4
Fig. 4

Spectrogram measurement setup. GCO, giant-chirp oscillator; VS, variable slits; M, curved mirrors.

Fig. 5
Fig. 5

Measured spectrogram. The dynamic range is 15 dB.

Fig. 6
Fig. 6

Simulated spectrogram. The dynamic range is 15 dB.

Metrics