Abstract

We report a low-cost cavity-dumped Cr:colquiriite laser for generating enhanced pulse energies. Four single-mode laser diodes were used to pump a Cr:LiSAF laser, which was mode locked with a semiconductor saturable absorber mirror. Cavity dumping at 10 kHz repetition rate, the laser generated 120  fs pulses at 825  nm, with 112 nJ pulse energies and 0.93  MW of peak power, using only 600  mW of incident pump power. At higher dumping rates of up to 1 MHz, reduced pulse energies of 62 nJ could be generated. Two-photon absorption in the saturable absorber mirror limits pulse durations, while Q-switching instabilities limit pulse energy extraction.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. W. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
    [CrossRef]
  2. S. A. Payne, L. L. Chase, H. W. Newkirk, L. K. Smith, and W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 24, 2243 (1988).
    [CrossRef]
  3. U. Demirbas, A. Sennaroglu, F. X. Kärtner, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 33, 590 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. U. Demirbas, D. Li, J. R. Birge, A. Sennaroglu, G. S. Petrich, L. A. Kolodziejski, F. X. Kaertner, and J. G. Fujimoto, Opt. Express 17, 14374 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. U. Demirbas, A. Sennaroglu, F. X. Kärtner, and J. G. Fujimoto, J. Opt. Soc. Am. B 26, 64 (2009).
    [CrossRef]
  6. D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
    [CrossRef]
  7. U. Demirbas, A. Sennaroglu, A. Benedick, A. Siddiqui, F. X. Kärtner, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 32, 3309 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. M. Ramaswamy, M. Ulman, J. Paye, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 18, 1822 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. M. S. Pshenichnikov, W. P. de Boeij, and D. A. Wiersma, Opt. Lett. 19, 572 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. X. B. Zhou, H. Kapteyn, and M. Murnane, Opt. Express 14, 9750 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. M. Siegel, N. Pfullmann, G. Palmer, S. Rausch, T. Binhammer, M. Kovacev, and U. Morgner, Opt. Lett. 34, 740 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. A. Killi, U. Morgner, M. J. Lederer, and D. Kopf, Opt. Lett. 29, 1288 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. A. Killi, J. Dorring, U. Morgner, M. J. Lederer, J. Frei, and D. Kopf, Opt. Express 13, 1916 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. U. Keller, K. J. Weingarten, F. X. Kärtner, D. Kopf, B. Braun, I. D. Jung, R. Fluck, C. Hönninger, N. Matuschek, and J. A. der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
    [CrossRef]
  15. S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
    [CrossRef]

2009 (3)

2008 (1)

2007 (1)

2006 (1)

2005 (1)

2004 (1)

1997 (1)

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

1996 (2)

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

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

1994 (1)

1993 (1)

1989 (1)

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. W. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[CrossRef]

1988 (1)

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

Beach, R. J.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

Benedick, A.

Binhammer, T.

Birge, J. R.

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. A. der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Chase, L. L.

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. W. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[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]

Cundiff, S. T.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Cunningham, J. E.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

de Boeij, W. P.

Demirbas, U.

der Au, J. A.

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

Dorring, J.

Emanuel, M. A.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

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. A. der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Frei, J.

Fujimoto, J. G.

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. A. der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Jan, W. Y.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[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. A. der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Kaertner, F. X.

Kapteyn, H.

Kärtner, F. X.

Keller, U.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

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

Killi, A.

Knox, W. H.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Kolodziejski, L. A.

Kopf, D.

A. Killi, J. Dorring, U. Morgner, M. J. Lederer, J. Frei, and D. Kopf, Opt. Express 13, 1916 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

A. Killi, U. Morgner, M. J. Lederer, and D. Kopf, Opt. Lett. 29, 1288 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

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

Kovacev, M.

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]

Kway, W. L.

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. W. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[CrossRef]

Lederer, M. J.

Li, D.

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. A. der Au, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 435 (1996).
[CrossRef]

Morgner, U.

Moser, M.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

Murnane, M.

Newkirk, H. W.

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. W. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[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]

Palmer, G.

Paye, J.

Payne, S. A.

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. W. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[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]

Petrich, G. S.

Pfullmann, N.

Pshenichnikov, M. S.

Ramaswamy, M.

Rausch, S.

Sennaroglu, A.

Siddiqui, A.

Siegel, M.

Skidmore, J. A.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

Smith, L. K.

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. W. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[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]

Tsuda, S.

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

Ulman, M.

Weingarten, K. J.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

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

Wiersma, D. A.

Zhang, G.

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

Zhou, X. B.

Appl. Phys. B (1)

D. Kopf, K. J. Weingarten, G. Zhang, M. Moser, M. A. Emanuel, R. J. Beach, J. A. Skidmore, and U. Keller, Appl. Phys. B 65, 235 (1997).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

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

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (2)

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

S. Tsuda, W. H. Knox, S. T. Cundiff, W. Y. Jan, and J. E. Cunningham, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 454 (1996).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

S. A. Payne, L. L. Chase, L. K. Smith, W. L. Kway, and H. W. Newkirk, J. Appl. Phys. 66, 1051 (1989).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Opt. Express (3)

Opt. Lett. (6)

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 cavity-dumped single-mode diode-pumped Cr 3 + : LiSAF laser system.

Fig. 2
Fig. 2

Variation of the intracavity laser power with absorbed pump power. Corresponding pulse energies for cw mode-locked (ML) operation are also shown.

Fig. 3
Fig. 3

Measured dynamics of intracavity pulse train at dumping rates of 10 and 50 kHz.

Fig. 4
Fig. 4

Measured (a) optical spectra and (b) second-harmonic autocorrelation traces from the cavity-dumped Cr 3 + : LiSAF at several dumping rates.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 Summary of the Cavity Dumping Results with the Single-Mode Diode-Pumped Cr:LiSAF Laser

Metrics