Abstract

The cw and femtosecond laser operations of Yb3+:CaYAlO4 (Yb:CYA) are demonstrated. The laser emitted a maximum cw power of 1.94W with a slope efficiency (ηslope) of 71% and an optical-to-optical efficiency (ηopt) of 51%. Under mode-locking operation, the laser emitted near transform-limited pulses with 156fs pulse width, 8.1nJ pulse energy and 0.74W average power. The ηslope and ηopt of the mode-locked laser were 37% and 20%, respectively.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. U. Keller, Nature 424, 831 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. P. Klopp, V. Petrov, U. Griebner, K. Petermann, V. Peters, and G. Erbert, Opt. Lett. 29, 391 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. U. Griebner, V. Petrov, K. Petermann, and V. Peters, Opt. Express 12, 3125 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. F. Thibault, D. Pelenc, F. Druon, Y. Zaouter, M. Jacquemet, and P. Georges, Opt. Lett. 31, 1555 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. W. X. Li, Q. Hao, H. Zhai, H. P. Zeng, W. Lu, G. J. Zhao, L. H. Zheng, L. B. Su, and J. Xu, Opt. Express 15, 2354 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. W. D. Tan, D. Y. Tang, X. D. Xu, J. Zhang, C. W. Xu, F. Xu, L. H. Zheng, L. B. Su, and J. Xu, Opt. Express 18, 16739(2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, R. Gaumé, P. Haumesser, B. Viana, D. Vivien, S. Dhellemmes, V. Ortiz, and C. Larat, Opt. Lett. 27, 1914(2002).
    [CrossRef]
  8. F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
    [CrossRef]
  9. F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, R. Gaumé, G. Aka, B. Viana, S. Mohr, and D. Kopf, Opt. Lett. 27, 197 (2002).
    [CrossRef]
  10. V. E. Kisel, A. E. Troshin, V. G. Shcherbitsky, N. V. Kuleshov, V. N. Matrosov, T. A. Matrosova, M. I. Kupchenko, F. Brunner, R. Paschotta, F. Morier-Genoud, and U. Keller, Opt. Lett. 30, 1150 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. S. Rivier, X. Mateos, J. H. Liu, V. Petrov, U. Griebner, M. Zorn, M. Weyers, H. J. Zhang, J. Y. Wang, and M. H. Jiang, Opt. Express 14, 11668 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. J. Boudeile, F. Druon, M. Hanna, P. Georges, Y. Zaouter, E. Cormier, J. Petit, P. Goldner, and B. Viana, Opt. Lett. 32, 1962 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
    [CrossRef]
  14. M. Tokurakawa, A. Shirakawa, K. Ueda, H. Yagi, M. Noriyuki, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Opt. Express 17, 3353 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. M. Tokurakawa, A. Shirakawa, K. Ueda, H. Yagi, S. Hosokawa, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Opt. Lett. 33, 1380 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. M. Tokurakawa, A. Shirakawa, K. Ueda, H. Yagi, S. Hosokawa, T. Yanagitani, and A. A. Kaminskii, Opt. Lett. 32, 3382 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. P. O. Petit, J. Petit, Ph. Goldner, and B. Viana, Opt. Mater. 30, 1093 (2008).
    [CrossRef]

2010 (2)

W. D. Tan, D. Y. Tang, X. D. Xu, J. Zhang, C. W. Xu, F. Xu, L. H. Zheng, L. B. Su, and J. Xu, Opt. Express 18, 16739(2010).
[CrossRef] [PubMed]

D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

2008 (2)

2007 (3)

2006 (2)

2005 (1)

2004 (2)

2003 (1)

U. Keller, Nature 424, 831 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

2002 (3)

Aka, G.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, R. Gaumé, G. Aka, B. Viana, S. Mohr, and D. Kopf, Opt. Lett. 27, 197 (2002).
[CrossRef]

Aron, A.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

Augé, G.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

Balembois, F.

Boudeile, J.

Brun, A.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

Brunner, F.

Chambaret, J. P.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

Chénais, S.

Cheng, S. S.

D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
[CrossRef]

Cheng, Y.

D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
[CrossRef]

Cormier, E.

Courjaud, A.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

Dhellemmes, S.

Druon, F.

Erbert, G.

Gaumé, R.

Georges, P.

Goldner, P.

Goldner, Ph.

P. O. Petit, J. Petit, Ph. Goldner, and B. Viana, Opt. Mater. 30, 1093 (2008).
[CrossRef]

Griebner, U.

Hanna, M.

Hao, Q.

Haumesser, P.

Hönninger, C.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

Hosokawa, S.

Jacquemet, M.

Jiang, M. H.

Kaminskii, A. A.

Keller, U.

Kisel, V. E.

Klopp, P.

Kopf, D.

Kuleshov, N. V.

Kupchenko, M. I.

Larat, C.

Li, D. Z.

D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
[CrossRef]

Li, W. X.

Liu, J. H.

Lu, W.

Mateos, X.

Matrosov, V. N.

Matrosova, T. A.

Mohr, S.

Morier-Genoud, F.

Mougel, F.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

Noriyuki, M.

Ortiz, V.

Paschotta, R.

Pelenc, D.

Petermann, K.

Peters, V.

Petit, J.

Petit, P. O.

P. O. Petit, J. Petit, Ph. Goldner, and B. Viana, Opt. Mater. 30, 1093 (2008).
[CrossRef]

Petrov, V.

Raybaut, P.

Rivier, S.

Salin, F.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

Shcherbitsky, V. G.

Shirakawa, A.

Su, L. B.

Tan, W. D.

Tang, D. Y.

Thibault, F.

Tokurakawa, M.

Troshin, A. E.

Ueda, K.

Viana, B.

Vivien, D.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, R. Gaumé, P. Haumesser, B. Viana, D. Vivien, S. Dhellemmes, V. Ortiz, and C. Larat, Opt. Lett. 27, 1914(2002).
[CrossRef]

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

Wang, J. Y.

Weyers, M.

Wu, F.

D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
[CrossRef]

Xia, C. T.

D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
[CrossRef]

Xu, C. W.

Xu, F.

Xu, J.

Xu, X. D.

W. D. Tan, D. Y. Tang, X. D. Xu, J. Zhang, C. W. Xu, F. Xu, L. H. Zheng, L. B. Su, and J. Xu, Opt. Express 18, 16739(2010).
[CrossRef] [PubMed]

D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
[CrossRef]

Yagi, H.

Yanagitani, T.

Zaouter, Y.

Zavelani-Rossi, M.

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

Zeng, H. P.

Zhai, H.

Zhang, H. J.

Zhang, J.

W. D. Tan, D. Y. Tang, X. D. Xu, J. Zhang, C. W. Xu, F. Xu, L. H. Zheng, L. B. Su, and J. Xu, Opt. Express 18, 16739(2010).
[CrossRef] [PubMed]

D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
[CrossRef]

Zhao, G. J.

Zheng, L. H.

Zhou, D. H.

D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
[CrossRef]

Zorn, M.

J. Cryst. Growth (1)

D. Z. Li, X. D. Xu, Y. Cheng, S. S. Cheng, D. H. Zhou, F. Wu, C. T. Xia, J. Xu, and J. Zhang, J. Cryst. Growth 312, 2117 (2010).
[CrossRef]

Nature (1)

U. Keller, Nature 424, 831 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express (5)

Opt. Lett. (8)

Opt. Mater. (2)

F. Druon, S. Chénais, P. Raybaut, F. Balembois, P. Georges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, M. Zavelani-Rossi, G. Augé, J. P. Chambaret, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, and D. Vivien, Opt. Mater. 19, 73 (2002).
[CrossRef]

P. O. Petit, J. Petit, Ph. Goldner, and B. Viana, Opt. Mater. 30, 1093 (2008).
[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 (5)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Fluorescence and (b) polarized absorption (π direction) spectra of 3 at. % doped Yb:CYA.

Fig. 2
Fig. 2

Schematic of the (a) cw and (b) femtosecond laser setup. F1: aspherical lens, f = 13.86 mm . F2: plano-concave cylindrical lens, f = 25.4 mm . F3: plano-convex cylindrical lens, f = 100 mm . F4: plano-convex lens, f = 75 mm . M1, M2, and M3: plano-concave mirrors, ROC = 100 mm , 300 mm , and 100 mm , respectively. M4, M5, and M6: flat mirrors. L 1 = 23.5 cm , L 2 = 50 cm , L 3 = 5 cm , L 4 = 20 cm , L 5 = 25 cm , and L 6 = 40 cm . L prism = 42 cm .

Fig. 3
Fig. 3

Output versus absorbed pump power of the laser under cw operation. Inset, emission spectrum at the maximum output power.

Fig. 4
Fig. 4

Output versus absorbed pump power of the laser under mode-locking operation. The filled circles are experimental data. The solid and broken curves are the linear fits.

Fig. 5
Fig. 5

(a) Autocorrelation trace and (b) optical spectrum of the mode-locked pulses. The dotted and solid curves in (a) are the experimental data and the sech 2 fitting, respectively.

Metrics