Abstract

We report on mode locking of a bulk Cr:YAG laser by using a transmission-type single-walled carbon nanotube saturable absorber. Stable and self-starting laser operation in the picosecond and femtosecond regimes is obtained at wavelengths around 1.5μm. Tunable transform-limited sub-100fs pulses are generated at a repetition rate of 85MHz with an output power up to 110mW.

© 2010 Optical Society of America

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  1. I. N. Duling III, Opt. Lett. 16, 539 (1991).
    [CrossRef]
  2. A. Sennaroglu, Prog. Quantum Electron. 26, 287 (2002).
    [CrossRef]
  3. D. J. Ripin, C. Chudoba, J. T. Gopinath, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, U. Morgner, F. X. Kärtner, V. Scheuer, G. Angelow, and T. Tschudi, Opt. Lett. 27, 61 (2002).
    [CrossRef]
  4. Z. Zhang, T. Nakagawa, K. Torizuka, T. Sugaya, and K. Kobayashi, Opt. Lett. 24, 1768 (1999).
    [CrossRef]
  5. U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
    [CrossRef]
  6. H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
    [CrossRef]
  7. S. Y. Set, H. Yaguchi, Y. Tanaka, and M. Jablonski, J. Lightwave Technol. 22, 51 (2004).
    [CrossRef]
  8. K. H. Fong, K. Kikuchi, C. S. Goh, S. Y. Set, R. Grange, M. Haiml, A. Schlatter, and U. Keller, Opt. Lett. 32, 38 (2007).
    [CrossRef]
  9. J. H. Yim, W. B. Cho, S. Lee, Y. H. Ahn, K. Kim, H. Lim, G. Steinmeyer, V. Petrov, U. Griebner, and F. Rotermund, Appl. Phys. Lett. 93, 161106 (2008).
    [CrossRef]
  10. J. W. Nicholson, R. S. Windeler, and D. J. DiGiovanni, Opt. Express 15, 9176 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. T. R. Schibli, K. Minoshima, H. Kataura, E. Itoga, N. Minami, S. Kazaoui, K. Miyashita, M. Tokumoto, and Y. Sakakibara, Opt. Express 13, 8025 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. A. Schmidt, S. Rivier, G. Steinmeyer, J. H. Yim, W. B. Cho, S. Lee, F. Rotermund, M. C. Pujol, X. Mateos, M. Aguilo, F. Diaz, V. Petrov, and U. Griebner, Opt. Lett. 33, 729 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. W. B. Cho, A. Schmidt, J. H. Yim, S. Y. Choi, S. Lee, F. Rotermund, U. Griebner, G. Steinmeyer, V. Petrov, X. Mateos, M. C. Pujol, J. J. Carvajal, M. Aguiló, and F. Díaz, Opt. Express 17, 11007 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. W. B. Cho, J. H. Yim, S. Y. Choi, S. Lee, U. Griebner, V. Petrov, and F. Rotermund, Opt. Lett. 33, 2449 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. W. B. Cho, J. H. Yim, S. Y. Choi, S. Lee, A. Schmidt, G. Steinmeyer, U. Griebner, V. Petrov, D.-I. Yeom, K. Kim, and F. Rotermund, Adv. Funct. Mater. 20, 1937 (2010).
    [CrossRef]
  16. P. J. Conlon, Y. P. Tong, P. M. W. French, J. R. Taylor, and A. V. Shestakov, Opt. Lett. 19, 1468 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. Y. Ishida and K. Naganuma, Opt. Lett. 19, 2003 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]

2010 (1)

W. B. Cho, J. H. Yim, S. Y. Choi, S. Lee, A. Schmidt, G. Steinmeyer, U. Griebner, V. Petrov, D.-I. Yeom, K. Kim, and F. Rotermund, Adv. Funct. Mater. 20, 1937 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

2008 (3)

2007 (2)

2005 (1)

2004 (1)

2002 (2)

1999 (2)

Z. Zhang, T. Nakagawa, K. Torizuka, T. Sugaya, and K. Kobayashi, Opt. Lett. 24, 1768 (1999).
[CrossRef]

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

1996 (1)

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

1994 (2)

1991 (1)

Aguilo, M.

Aguiló, M.

Ahn, Y. H.

J. H. Yim, W. B. Cho, S. Lee, Y. H. Ahn, K. Kim, H. Lim, G. Steinmeyer, V. Petrov, U. Griebner, and F. Rotermund, Appl. Phys. Lett. 93, 161106 (2008).
[CrossRef]

Angelow, G.

Aus der Au, J.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Braun, B.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Carvajal, J. J.

Cho, W. B.

Choi, S. Y.

Chudoba, C.

Cockayne, D. J. H.

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

Conlon, P. J.

Diaz, F.

Díaz, F.

DiGiovanni, D. J.

Duling, I. N.

Fluck, R.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Fong, K. H.

French, P. M. W.

Fujimoto, J. G.

Goh, C. S.

Gopinath, J. T.

Grange, R.

Griebner, U.

Haiml, M.

K. H. Fong, K. Kikuchi, C. S. Goh, S. Y. Set, R. Grange, M. Haiml, A. Schlatter, and U. Keller, Opt. Lett. 32, 38 (2007).
[CrossRef]

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

Hönninger, C.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Ippen, E. P.

Ishida, Y.

Itoga, E.

Jablonski, M.

Jagadish, C.

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

Jung, I. D.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Kärtner, F. X.

D. J. Ripin, C. Chudoba, J. T. Gopinath, J. G. Fujimoto, E. P. Ippen, U. Morgner, F. X. Kärtner, V. Scheuer, G. Angelow, and T. Tschudi, Opt. Lett. 27, 61 (2002).
[CrossRef]

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Kataura, H.

Kazaoui, S.

Keller, U.

K. H. Fong, K. Kikuchi, C. S. Goh, S. Y. Set, R. Grange, M. Haiml, A. Schlatter, and U. Keller, Opt. Lett. 32, 38 (2007).
[CrossRef]

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Kikuchi, K.

Kim, K.

W. B. Cho, J. H. Yim, S. Y. Choi, S. Lee, A. Schmidt, G. Steinmeyer, U. Griebner, V. Petrov, D.-I. Yeom, K. Kim, and F. Rotermund, Adv. Funct. Mater. 20, 1937 (2010).
[CrossRef]

J. H. Yim, W. B. Cho, S. Lee, Y. H. Ahn, K. Kim, H. Lim, G. Steinmeyer, V. Petrov, U. Griebner, and F. Rotermund, Appl. Phys. Lett. 93, 161106 (2008).
[CrossRef]

Kobayashi, K.

Kopf, D.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Lederer, M. J.

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

Lee, S.

Lim, H.

J. H. Yim, W. B. Cho, S. Lee, Y. H. Ahn, K. Kim, H. Lim, G. Steinmeyer, V. Petrov, U. Griebner, and F. Rotermund, Appl. Phys. Lett. 93, 161106 (2008).
[CrossRef]

Luther-Davies, B.

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

Mateos, X.

Matuschek, N.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Minami, N.

Minoshima, K.

Miyashita, K.

Morgner, U.

Naganuma, K.

Nakagawa, T.

Nicholson, J. W.

Petrov, V.

Pujol, M. C.

Ripin, D. J.

Rivier, S.

Rotermund, F.

Sakakibara, Y.

Scheuer, V.

Schibli, T. R.

Schlatter, A.

Schmidt, A.

Sennaroglu, A.

A. Sennaroglu, Prog. Quantum Electron. 26, 287 (2002).
[CrossRef]

Set, S. Y.

Shestakov, A. V.

Siegner, U.

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

Steinmeyer, G.

W. B. Cho, J. H. Yim, S. Y. Choi, S. Lee, A. Schmidt, G. Steinmeyer, U. Griebner, V. Petrov, D.-I. Yeom, K. Kim, and F. Rotermund, Adv. Funct. Mater. 20, 1937 (2010).
[CrossRef]

W. B. Cho, A. Schmidt, J. H. Yim, S. Y. Choi, S. Lee, F. Rotermund, U. Griebner, G. Steinmeyer, V. Petrov, X. Mateos, M. C. Pujol, J. J. Carvajal, M. Aguiló, and F. Díaz, Opt. Express 17, 11007 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

A. Schmidt, S. Rivier, G. Steinmeyer, J. H. Yim, W. B. Cho, S. Lee, F. Rotermund, M. C. Pujol, X. Mateos, M. Aguilo, F. Diaz, V. Petrov, and U. Griebner, Opt. Lett. 33, 729 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

J. H. Yim, W. B. Cho, S. Lee, Y. H. Ahn, K. Kim, H. Lim, G. Steinmeyer, V. Petrov, U. Griebner, and F. Rotermund, Appl. Phys. Lett. 93, 161106 (2008).
[CrossRef]

Sugaya, T.

Tan, H. H.

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

Tanaka, Y.

Taylor, J. R.

Tokumoto, M.

Tong, Y. P.

Torizuka, K.

Tschudi, T.

Weingarten, K. J.

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Windeler, R. S.

Yaguchi, H.

Yeom, D.-I.

W. B. Cho, J. H. Yim, S. Y. Choi, S. Lee, A. Schmidt, G. Steinmeyer, U. Griebner, V. Petrov, D.-I. Yeom, K. Kim, and F. Rotermund, Adv. Funct. Mater. 20, 1937 (2010).
[CrossRef]

Yim, J. H.

Zhang, Z.

Zou, J.

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

Adv. Funct. Mater. (1)

W. B. Cho, J. H. Yim, S. Y. Choi, S. Lee, A. Schmidt, G. Steinmeyer, U. Griebner, V. Petrov, D.-I. Yeom, K. Kim, and F. Rotermund, Adv. Funct. Mater. 20, 1937 (2010).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

H. H. Tan, C. Jagadish, M. J. Lederer, B. Luther-Davies, J. Zou, D. J. H. Cockayne, M. Haiml, U. Siegner, and U. Keller, Appl. Phys. Lett. 75, 1437 (1999).
[CrossRef]

J. H. Yim, W. B. Cho, S. Lee, Y. H. Ahn, K. Kim, H. Lim, G. Steinmeyer, V. Petrov, U. Griebner, and F. Rotermund, Appl. Phys. Lett. 93, 161106 (2008).
[CrossRef]

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

U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. Aus der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (1)

Opt. Express (3)

Opt. Lett. (8)

Prog. Quantum Electron. (1)

A. Sennaroglu, Prog. Quantum Electron. 26, 287 (2002).
[CrossRef]

Cited By

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Figures (5)

Fig. 1
Fig. 1

Configuration of the SWCNT-SA mode-locked Cr:YAG laser: Cr:YAG, 20-mm-long Cr:YAG crystal; M 1 M 3 , HR-coated concave mirrors with a ROC = 100 mm ; M 4 , HR-coated concave mirrors ( ROC = 75 mm ); P 1 and P 2 , fused-silica prisms; OC, 2% output coupler.

Fig. 2
Fig. 2

Spectral tunability of the SWCNT-SA mode-locked Cr:YAG laser in the picosecond regime. Data points (dots) indicate the measured pulse duration.

Fig. 3
Fig. 3

Spectral tunability of the SWCNT-SA mode-locked Cr:YAG laser in the femtosecond regime.

Fig. 4
Fig. 4

Average output power in the femtosecond mode-locked regime. The vertical line indicates the transition from the continuous-wave (CW) to the mode-locked (ML) regime.

Fig. 5
Fig. 5

(a) Autocorrelation trace and the corresponding laser spectrum (inset) of the femtosecond SWCNT-SA mode-locked Cr:YAG laser and (b) RF spectrum of the fundamental beat note and 1 GHz span (inset).

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