Abstract

We demonstrate a dual-wavelength laser based on a new laser material—Nd, Gd:YSGG, or Nd:GYSGG for short—for the first time to our knowledge. Besides its attractive properties such as antiradiation, high segregation coefficient, etc., this kind of laser crystal also shows excellent laser performance. For continuous-wave operation, the maximum output power is 10.1W with the absorbed power of 18.45W at 808nm, corresponding to the slope efficiency of nearly 60%. The maximum single pulse energy and peak power reach 277μJ and 4.6kW (60ns) when the absorbed pump power is 11.4W for acousto-optic Q-switched operation.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. K. Yoshida, H. Yoshida, and Y. Kato, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1188 (1988).
    [CrossRef]
  2. C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
    [CrossRef]
  3. H. Yu, K. Wu, B. Yao, H. Zhang, Z. Wang, J. Wang, X. Zhang, and M. Jiang, Opt. Lett. 35, 1801 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. M. J. Weber, Handbook of Lasers (CRC Press, 2001).
  5. S. G. P. Strohmaier, H. J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, and G. Huber, Opt. Commun. 275, 170(2007).
    [CrossRef]
  6. C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
    [CrossRef]
  7. Z. Lin, X. Wang, F. Kallmeyer, H. J. Eichler, and C. Gao, Opt. Express 18, 6131 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
    [CrossRef]
  9. J. Q. Luo, “Study on the growth and properties of new-type anti-radiation Nd:GYSGG crystal and up-conversion performance of Er,Yb:GSGG and Er:GSGG,” Ph.D. thesis (Chinese Academy of Sciences, 2009).
  10. K. Kawase, T. Hatanaka, H. Takahashi, K. Nakamura, T. Taniuchi, and H. Ito, Opt. Lett. 25, 1714 (2000).
    [CrossRef]
  11. W. Shi, Y. J. Ding, N. Fernelius, and K. Vodopyanov, Opt. Lett. 27, 1454 (2002).
    [CrossRef]
  12. P. Zhao, S. Ragam, Y. J. Ding, and I. B. Zotova, Opt. Lett. 35, 3979 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. E. B. Petersen, W. Shi, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and A. T. Cooney, Appl. Phys. Lett. 98, 121119 (2011).
    [CrossRef]
  14. J. Liu, X. Meng, Z. Shao, M. Jiang, B. Ozygas, A. Ding, and H. Weber, Appl. Phys. Lett. 83, 1289 (2003).
    [CrossRef]
  15. H. Yu, H. Zhang, Z. Wang, J. Wang, Y. Yu, Z. Shao, and M. Jiang, Opt. Lett. 32, 2152 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]

2011 (1)

E. B. Petersen, W. Shi, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and A. T. Cooney, Appl. Phys. Lett. 98, 121119 (2011).
[CrossRef]

2010 (3)

2008 (1)

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

S. G. P. Strohmaier, H. J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, and G. Huber, Opt. Commun. 275, 170(2007).
[CrossRef]

H. Yu, H. Zhang, Z. Wang, J. Wang, Y. Yu, Z. Shao, and M. Jiang, Opt. Lett. 32, 2152 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

2003 (1)

J. Liu, X. Meng, Z. Shao, M. Jiang, B. Ozygas, A. Ding, and H. Weber, Appl. Phys. Lett. 83, 1289 (2003).
[CrossRef]

2002 (1)

2000 (1)

1994 (1)

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

1992 (1)

C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
[CrossRef]

1988 (1)

K. Yoshida, H. Yoshida, and Y. Kato, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1188 (1988).
[CrossRef]

Albers, P.

C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
[CrossRef]

Chavez-Pirson, A.

E. B. Petersen, W. Shi, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and A. T. Cooney, Appl. Phys. Lett. 98, 121119 (2011).
[CrossRef]

Cooney, A. T.

E. B. Petersen, W. Shi, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and A. T. Cooney, Appl. Phys. Lett. 98, 121119 (2011).
[CrossRef]

Czeranowsky, C.

S. G. P. Strohmaier, H. J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, and G. Huber, Opt. Commun. 275, 170(2007).
[CrossRef]

Ding, A.

J. Liu, X. Meng, Z. Shao, M. Jiang, B. Ozygas, A. Ding, and H. Weber, Appl. Phys. Lett. 83, 1289 (2003).
[CrossRef]

Ding, Y. J.

Dong, C. M.

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

Dong, X. L.

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

Eichler, H. J.

Z. Lin, X. Wang, F. Kallmeyer, H. J. Eichler, and C. Gao, Opt. Express 18, 6131 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

S. G. P. Strohmaier, H. J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, and G. Huber, Opt. Commun. 275, 170(2007).
[CrossRef]

Fernelius, N.

Gao, C.

Gruber, R.

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

Hatanaka, T.

He, J. L.

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

Huang, H. T.

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

Huber, G.

S. G. P. Strohmaier, H. J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, and G. Huber, Opt. Commun. 275, 170(2007).
[CrossRef]

Ileri, B.

S. G. P. Strohmaier, H. J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, and G. Huber, Opt. Commun. 275, 170(2007).
[CrossRef]

Ito, H.

Jia, Z. T.

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

Jiang, M.

Kallmeyer, F.

Kato, Y.

K. Yoshida, H. Yoshida, and Y. Kato, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1188 (1988).
[CrossRef]

Kawase, K.

Lin, Z.

Liu, J.

J. Liu, X. Meng, Z. Shao, M. Jiang, B. Ozygas, A. Ding, and H. Weber, Appl. Phys. Lett. 83, 1289 (2003).
[CrossRef]

Luo, J. Q.

J. Q. Luo, “Study on the growth and properties of new-type anti-radiation Nd:GYSGG crystal and up-conversion performance of Er,Yb:GSGG and Er:GSGG,” Ph.D. thesis (Chinese Academy of Sciences, 2009).

Lutts, G. B.

C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
[CrossRef]

Meng, X.

J. Liu, X. Meng, Z. Shao, M. Jiang, B. Ozygas, A. Ding, and H. Weber, Appl. Phys. Lett. 83, 1289 (2003).
[CrossRef]

Merazzi, S.

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

Nakamura, K.

Ostroumov, V. G.

C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
[CrossRef]

Ozygas, B.

J. Liu, X. Meng, Z. Shao, M. Jiang, B. Ozygas, A. Ding, and H. Weber, Appl. Phys. Lett. 83, 1289 (2003).
[CrossRef]

Petermann, K.

S. G. P. Strohmaier, H. J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, and G. Huber, Opt. Commun. 275, 170(2007).
[CrossRef]

Petersen, E. B.

E. B. Petersen, W. Shi, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and A. T. Cooney, Appl. Phys. Lett. 98, 121119 (2011).
[CrossRef]

Peyghambarian, N.

E. B. Petersen, W. Shi, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and A. T. Cooney, Appl. Phys. Lett. 98, 121119 (2011).
[CrossRef]

Pfistner, C.

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
[CrossRef]

Ragam, S.

Shao, Z.

H. Yu, H. Zhang, Z. Wang, J. Wang, Y. Yu, Z. Shao, and M. Jiang, Opt. Lett. 32, 2152 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

J. Liu, X. Meng, Z. Shao, M. Jiang, B. Ozygas, A. Ding, and H. Weber, Appl. Phys. Lett. 83, 1289 (2003).
[CrossRef]

Shcherbakov, I. A.

C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
[CrossRef]

Shi, W.

E. B. Petersen, W. Shi, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and A. T. Cooney, Appl. Phys. Lett. 98, 121119 (2011).
[CrossRef]

W. Shi, Y. J. Ding, N. Fernelius, and K. Vodopyanov, Opt. Lett. 27, 1454 (2002).
[CrossRef]

Strohmaier, S. G. P.

S. G. P. Strohmaier, H. J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, and G. Huber, Opt. Commun. 275, 170(2007).
[CrossRef]

Takahashi, H.

Taniuchi, T.

Tao, X. T.

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

Vodopyanov, K.

Wang, J.

Wang, X.

Wang, Z.

Weber, H.

J. Liu, X. Meng, Z. Shao, M. Jiang, B. Ozygas, A. Ding, and H. Weber, Appl. Phys. Lett. 83, 1289 (2003).
[CrossRef]

Weber, H. P.

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
[CrossRef]

Weber, M. J.

M. J. Weber, Handbook of Lasers (CRC Press, 2001).

Weber, R.

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

Wu, K.

Xu, J. L.

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

Yao, B.

Yoshida, H.

K. Yoshida, H. Yoshida, and Y. Kato, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1188 (1988).
[CrossRef]

Yoshida, K.

K. Yoshida, H. Yoshida, and Y. Kato, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1188 (1988).
[CrossRef]

Yu, H.

Yu, Y.

Zagumenny, A. I.

C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
[CrossRef]

Zhang, B. T.

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

Zhang, H.

Zhang, X.

Zhao, P.

Zharikov, E. V.

C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
[CrossRef]

Zotova, I. B.

Zuo, C. H.

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

E. B. Petersen, W. Shi, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and A. T. Cooney, Appl. Phys. Lett. 98, 121119 (2011).
[CrossRef]

J. Liu, X. Meng, Z. Shao, M. Jiang, B. Ozygas, A. Ding, and H. Weber, Appl. Phys. Lett. 83, 1289 (2003).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (2)

K. Yoshida, H. Yoshida, and Y. Kato, IEEE J. Quantum Electron. 24, 1188 (1988).
[CrossRef]

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

Laser Phys. Lett. (1)

C. H. Zuo, B. T. Zhang, J. L. He, H. T. Huang, X. L. Dong, J. L. Xu, Z. T. Jia, C. M. Dong, and X. T. Tao, Laser Phys. Lett. 5, 582 (2008).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

S. G. P. Strohmaier, H. J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, and G. Huber, Opt. Commun. 275, 170(2007).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (5)

Opt. Mater. (1)

C. Pfistner, P. Albers, H. P. Weber, V. G. Ostroumov, E. V. Zharikov, I. A. Shcherbakov, G. B. Lutts, and A. I. Zagumenny, Opt. Mater. 1, 101 (1992).
[CrossRef]

Other (2)

J. Q. Luo, “Study on the growth and properties of new-type anti-radiation Nd:GYSGG crystal and up-conversion performance of Er,Yb:GSGG and Er:GSGG,” Ph.D. thesis (Chinese Academy of Sciences, 2009).

M. J. Weber, Handbook of Lasers (CRC Press, 2001).

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

Fluorescence spectrum from 900 nm to 1500 nm of 1.1   at % doped Nd:GYSGG at room temperature.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental scheme of the Nd:GYSGG laser.

Fig. 3
Fig. 3

cw operation characteristic of the Nd:GYSGG laser with an optimized OC of T = 12.4 % .

Fig. 4
Fig. 4

Output spectrum of the cw Nd:GYSGG laser.

Fig. 5
Fig. 5

Average output power and pulse width of the A-O Q-switched Nd:GYSGG laser at 10 kHz .

Fig. 6
Fig. 6

A typical temporal pulse shape of the A-O Q-switched Nd:GYSGG laser at 10 kHz .

Metrics