Abstract

We demonstrate a single-frequency gain-switched Ho-doped fiber laser based on heavily doped silicate glass fiber fabricated in-house. A Q-switched Tm-doped fiber laser at 1.95 μm was used to gain-switch the Ho-doped fiber laser via in-band pumping. Output power of the single-frequency gain-switched pulses has been amplified in a cladding-pumped Tm-Ho-codoped fiber amplifier with 1.2 m active fiber pumped at 803 nm. Two different nonlinear effects, i.e., modulation instability and stimulated Brillouin scattering, could be seen in the 10 μm-core fiber amplifier when the peak power exceeds 3 kW. The single-frequency gain-switched fiber laser was operated at 2.05 μm, a popular laser wavelength for Doppler lidar application. This is the first demonstration of this kind of fiber laser.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. W. Henderson, P. J. M. Suni, C. P. Hale, S. M. Hannon, J. R. Magee, D. L. Bruns, and E. H. Yuen, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 31, 4 (1993).
    [CrossRef]
  2. J. Yu, B. C. Trieu, E. A. Modlin, U. N. Singh, M. J. Kavaya, S. Chen, Y. Bai, P. J. Petzar, and M. Petros, Opt. Lett. 31, 462 (2006).
    [CrossRef]
  3. S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
    [CrossRef]
  4. J. Geng, J. Wu, S. Jiang, and J. Yu, Opt. Lett. 32, 355 (2007).
    [CrossRef]
  5. J. Wu, Z. Yao, J. Zong, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and J. Yu, Proc. SPIE 7195, 71951K (2009).
    [CrossRef]
  6. M. Eichhorn and S. D. Jackson, Opt. Lett. 33, 1044 (2008).
    [CrossRef]
  7. K. S. Wu, D. Ottaway, J. Munch, D. G. Lancaster, S. Bennetts, and S. D. Jackson, Opt. Express 17, 20872 (2009).
    [CrossRef]
  8. Q. Wang, J. Geng, Z. Jiang, T. Luo, and S. Jiang, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 682 (2011).
    [CrossRef]
  9. J. Geng, Q. Wang, Z. Jiang, T. Luo, S. Jiang, and G. Czarnecki, Opt. Lett. 36, 2293 (2011).
    [CrossRef]

2011 (2)

Q. Wang, J. Geng, Z. Jiang, T. Luo, and S. Jiang, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 682 (2011).
[CrossRef]

J. Geng, Q. Wang, Z. Jiang, T. Luo, S. Jiang, and G. Czarnecki, Opt. Lett. 36, 2293 (2011).
[CrossRef]

2009 (2)

J. Wu, Z. Yao, J. Zong, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and J. Yu, Proc. SPIE 7195, 71951K (2009).
[CrossRef]

K. S. Wu, D. Ottaway, J. Munch, D. G. Lancaster, S. Bennetts, and S. D. Jackson, Opt. Express 17, 20872 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

2007 (1)

2006 (1)

2000 (1)

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

1993 (1)

S. W. Henderson, P. J. M. Suni, C. P. Hale, S. M. Hannon, J. R. Magee, D. L. Bruns, and E. H. Yuen, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 31, 4 (1993).
[CrossRef]

Ahl, J. L.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Allik, T. H.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Bai, Y.

Bennetts, S.

Bruns, D. L.

S. W. Henderson, P. J. M. Suni, C. P. Hale, S. M. Hannon, J. R. Magee, D. L. Bruns, and E. H. Yuen, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 31, 4 (1993).
[CrossRef]

Budni, P. A.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Chandra, S.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Chavez-Pirson, A.

J. Wu, Z. Yao, J. Zong, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and J. Yu, Proc. SPIE 7195, 71951K (2009).
[CrossRef]

Chen, S.

Chicklis, E. P.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Clayton, B.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Czarnecki, G.

Eichhorn, M.

Geiser, A. G.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Geng, J.

Hale, C. P.

S. W. Henderson, P. J. M. Suni, C. P. Hale, S. M. Hannon, J. R. Magee, D. L. Bruns, and E. H. Yuen, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 31, 4 (1993).
[CrossRef]

Hannon, S. M.

S. W. Henderson, P. J. M. Suni, C. P. Hale, S. M. Hannon, J. R. Magee, D. L. Bruns, and E. H. Yuen, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 31, 4 (1993).
[CrossRef]

Henderson, S. W.

S. W. Henderson, P. J. M. Suni, C. P. Hale, S. M. Hannon, J. R. Magee, D. L. Bruns, and E. H. Yuen, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 31, 4 (1993).
[CrossRef]

Hovis, W. W.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Hutchinson, J. A.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Jackson, S. D.

Jiang, S.

Jiang, Z.

Q. Wang, J. Geng, Z. Jiang, T. Luo, and S. Jiang, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 682 (2011).
[CrossRef]

J. Geng, Q. Wang, Z. Jiang, T. Luo, S. Jiang, and G. Czarnecki, Opt. Lett. 36, 2293 (2011).
[CrossRef]

Kavaya, M. J.

Ketteridge, P. A.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Lancaster, D. G.

Lanier, K. G.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Luo, T.

J. Geng, Q. Wang, Z. Jiang, T. Luo, S. Jiang, and G. Czarnecki, Opt. Lett. 36, 2293 (2011).
[CrossRef]

Q. Wang, J. Geng, Z. Jiang, T. Luo, and S. Jiang, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 682 (2011).
[CrossRef]

Magee, J. R.

S. W. Henderson, P. J. M. Suni, C. P. Hale, S. M. Hannon, J. R. Magee, D. L. Bruns, and E. H. Yuen, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 31, 4 (1993).
[CrossRef]

Miller, C. R.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Modlin, E. A.

Munch, J.

Ottaway, D.

Petros, M.

Petzar, P. J.

Peyghambarian, N.

J. Wu, Z. Yao, J. Zong, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and J. Yu, Proc. SPIE 7195, 71951K (2009).
[CrossRef]

Singh, U. N.

Suni, P. J. M.

S. W. Henderson, P. J. M. Suni, C. P. Hale, S. M. Hannon, J. R. Magee, D. L. Bruns, and E. H. Yuen, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 31, 4 (1993).
[CrossRef]

Trieu, B. C.

Wager, M. E.

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[CrossRef]

Wang, Q.

Q. Wang, J. Geng, Z. Jiang, T. Luo, and S. Jiang, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 682 (2011).
[CrossRef]

J. Geng, Q. Wang, Z. Jiang, T. Luo, S. Jiang, and G. Czarnecki, Opt. Lett. 36, 2293 (2011).
[CrossRef]

Wu, J.

J. Wu, Z. Yao, J. Zong, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and J. Yu, Proc. SPIE 7195, 71951K (2009).
[CrossRef]

J. Geng, J. Wu, S. Jiang, and J. Yu, Opt. Lett. 32, 355 (2007).
[CrossRef]

Wu, K. S.

Yao, Z.

J. Wu, Z. Yao, J. Zong, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and J. Yu, Proc. SPIE 7195, 71951K (2009).
[CrossRef]

Yu, J.

Yuen, E. H.

S. W. Henderson, P. J. M. Suni, C. P. Hale, S. M. Hannon, J. R. Magee, D. L. Bruns, and E. H. Yuen, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 31, 4 (1993).
[CrossRef]

Zong, J.

J. Wu, Z. Yao, J. Zong, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and J. Yu, Proc. SPIE 7195, 71951K (2009).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

Q. Wang, J. Geng, Z. Jiang, T. Luo, and S. Jiang, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 682 (2011).
[CrossRef]

IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. (1)

S. W. Henderson, P. J. M. Suni, C. P. Hale, S. M. Hannon, J. R. Magee, D. L. Bruns, and E. H. Yuen, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 31, 4 (1993).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (4)

Proc. SPIE (2)

J. Wu, Z. Yao, J. Zong, A. Chavez-Pirson, N. Peyghambarian, and J. Yu, Proc. SPIE 7195, 71951K (2009).
[CrossRef]

S. Chandra, M. E. Wager, B. Clayton, A. G. Geiser, T. H. Allik, J. L. Ahl, C. R. Miller, P. A. Budni, P. A. Ketteridge, K. G. Lanier, E. P. Chicklis, J. A. Hutchinson, and W. W. Hovis, Proc. SPIE 4036, 200 (2000).
[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.

Laser output power versus launched pump power. Inset: spectrum of the pump pulses and signal pulses.

Fig. 2.
Fig. 2.

Typical temporal profiles of a pump and gain-switched pulse for trace #1, and pump trigger for trace #2.

Fig. 3.
Fig. 3.

Scanning FP interferometric spectrum of the gain-switched Ho-doped fiber laser verifying single-frequency operation.

Fig. 4.
Fig. 4.

Output power extracted from the fiber power amplifier. Insets: temporal profiles of the amplified pulses at average powers of 500 and 750 mW, corresponding peak power of 3 and 4.5 kW.

Fig. 5.
Fig. 5.

Optical spectra of the amplified laser pulses at 3kW peak power (black) and 4.5kW peak power (pink). MI side-bands appeared when the peak power was 4.5 kW.

Fig. 6.
Fig. 6.

Zoom-in spectra of the amplified laser pulses at 3kW peak power (black) and 4.5kW peak power (pink). Stimulated Brillouin scattering appeared when the peak power was 4.5 kW.

Metrics