Abstract

We present the first (to our best knowledge) femtosecond enhancement cavity in the visible wavelength range for ultraviolet frequency comb generation. The cavity is seeded at 518 nm by a frequency-doubled Yb fiber laser and operates at a peak intensity of 1.2×1013W/cm2. High harmonics of up to the ninth order (57nm) are generated in an intracavity xenon gas jet. Intracavity high harmonic powers of several milliwatts for the third harmonic order and microwatts for the fifth harmonic order prove the potential of the “green cavity” as an efficient ultraviolet frequency comb source for future spectroscopic experiments. A limiting degradation effect of the cavity mirrors is avoided by operating at a constant oxygen background pressure.

© 2012 Optical Society of America

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Cited By

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Figures (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

Experimental setup for the VUV frequency comb generation. The output of an amplified, frequency-doubled pulsed fiber laser is injected into a fsEC. The tight cavity focus enables HHG in a Xe gas jet. A thin fused silica plate placed at Brewster’s angle extracts the VUV light, which is characterized with a VUV monochromator and a Channeltron.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Laser spectrum in front of the cavity (solid black curve) and intracavity spectra with Brewster plate (dashed blue curve) and both Brewster plate and gas jet (dotted violet curve). The green dashed–dotted curve shows the intracavity spectrum with detuned carrier-envelope offset for stable long-term operation. (b) Saturation of intracavity power in dependence of the incident laser power and respective power enhancement factor (PEF). (c) Degradation of intracavity power in vacuum. Insets, higher order TEM cavity modes after degradation. Data in (b), (c) are recorded with an empty cavity, i.e., no output coupler, no gas jet.

Fig. 3.
Fig. 3.

Measured spectrum of high harmonics coupled out of the enhancement cavity. The third harmonic was measured with a CsI-coated photomultiplier (dotted green curve scaled to match the Channeltron data) because the Channeltron was not sensitive enough in this wavelength region. Inset, weak signal from the ninth harmonic that had to be measured separately without the O2 background due to its large absorption.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1. Summary of Generated and Outcoupled Powers: PGEN and PEX, for the Different Harmonic Orders (HO)a

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