Abstract

We demonstrated on a synchronously pumped femtosecond optical parametric oscillator with dual-signal-wavelength operation. Our results showed that the dual-wavelength oscillation is not determined by the net-zero dispersion but rather by the balance of phase matching and group-velocity mismatching caused by the nonlinear crystal between the two signals. With a MgO-doped periodically poled lithium niobate as the nonlinear crystal, total signal power up to 530 mW was obtained by using a 2.6 W femtosecond Ti:sapphire laser at the central wavelength of 808 nm as the pump source, corresponding to a conversion efficiency of 20.4%. By slightly adjusting the cavity length, the signal wavelength can be broadly tuned from 1001 to 1438 nm and the dual-wavelength tuning range is from 1001 to 1204 nm.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. C. Edelstein, E. S. Wachman, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 54, 1728 (1989).
    [CrossRef]
  2. M. Ghotbi, A. Esteban-Martin, and M. Ebrahim-Zadeh, Opt. Lett. 33, 345 (2008).
    [CrossRef]
  3. A. Esteban-Martin, V. Ramaiah-Badarla, V. Petrov, and M. Ebrahim-Zadeh, Opt. Lett. 36, 1671 (2011).
    [CrossRef]
  4. F. Adler, K. C. Cossel, M. J. Thorpe, I. Hartl, M. E. Fermann, and J. Ye, Opt. Lett. 34, 1330 (2009).
    [CrossRef]
  5. W. S. Pelouch, P. E. Powers, and C. L. Tang, Opt. Lett. 17, 1070 (1992).
    [CrossRef]
  6. D. T. Reid, M. Ebrahim-Zadeh, and W. Sibbett, Opt. Lett. 20, 55 (1995).
    [CrossRef]
  7. K. J. Han, D. W. Jang, J. H. Kim, C. K. Min, T. H. Joo, Y. S. Lim, D. H. Lee, and K. J. Yee, Opt. Express 16, 5299 (2008).
    [CrossRef]
  8. T. Andres, P. Haag, S. Zelt, J. P. Meyn, A. Borsutzky, R. Beigang, and R. Wallenstein, Appl. Phys. B 76, 241 (2003).
    [CrossRef]
  9. K. V. Bhupathiraju, A. D. Seymour, and F. Ganikhanov, Opt. Lett. 34, 2093 (2009).
    [CrossRef]
  10. T. Taniuchi and H. Nakanishi, J. Appl. Phys. 95, 7588 (2004).
    [CrossRef]
  11. S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
    [CrossRef]
  12. Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Opt. Lett. 28, 1377 (2003).
    [CrossRef]
  13. K. C. Burr, C. L. Tang, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 70, 3341 (1997).
    [CrossRef]
  14. J. H. Sun, B. J. S. Gale, and D. T. Reid, Opt. Lett. 31, 2021 (2006).
    [CrossRef]
  15. L. Tartara, Opt. Lett. 32, 1105 (2007).
    [CrossRef]

2011 (2)

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

A. Esteban-Martin, V. Ramaiah-Badarla, V. Petrov, and M. Ebrahim-Zadeh, Opt. Lett. 36, 1671 (2011).
[CrossRef]

2009 (2)

2008 (2)

2007 (1)

2006 (1)

2004 (1)

T. Taniuchi and H. Nakanishi, J. Appl. Phys. 95, 7588 (2004).
[CrossRef]

2003 (2)

Y. Kobayashi, H. Takada, M. Kakehata, and K. Torizuka, Opt. Lett. 28, 1377 (2003).
[CrossRef]

T. Andres, P. Haag, S. Zelt, J. P. Meyn, A. Borsutzky, R. Beigang, and R. Wallenstein, Appl. Phys. B 76, 241 (2003).
[CrossRef]

1997 (1)

K. C. Burr, C. L. Tang, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 70, 3341 (1997).
[CrossRef]

1995 (1)

1992 (1)

1989 (1)

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 54, 1728 (1989).
[CrossRef]

Adler, F.

Andres, T.

T. Andres, P. Haag, S. Zelt, J. P. Meyn, A. Borsutzky, R. Beigang, and R. Wallenstein, Appl. Phys. B 76, 241 (2003).
[CrossRef]

Arbore, M. A.

K. C. Burr, C. L. Tang, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 70, 3341 (1997).
[CrossRef]

Beigang, R.

T. Andres, P. Haag, S. Zelt, J. P. Meyn, A. Borsutzky, R. Beigang, and R. Wallenstein, Appl. Phys. B 76, 241 (2003).
[CrossRef]

Bhardwaj, S.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Bhupathiraju, K. V.

Birge, J. R.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Borsutzky, A.

T. Andres, P. Haag, S. Zelt, J. P. Meyn, A. Borsutzky, R. Beigang, and R. Wallenstein, Appl. Phys. B 76, 241 (2003).
[CrossRef]

Burr, K. C.

K. C. Burr, C. L. Tang, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 70, 3341 (1997).
[CrossRef]

Cerullo, G.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Chen, L. J.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Cirmi, G.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Cossel, K. C.

Ebrahim-Zadeh, M.

Edelstein, D. C.

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 54, 1728 (1989).
[CrossRef]

Eggleton, B. J.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Esteban-Martin, A.

Fejer, M. M.

K. C. Burr, C. L. Tang, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 70, 3341 (1997).
[CrossRef]

Fermann, M. E.

Gale, B. J. S.

Ganikhanov, F.

Ghotbi, M.

Haag, P.

T. Andres, P. Haag, S. Zelt, J. P. Meyn, A. Borsutzky, R. Beigang, and R. Wallenstein, Appl. Phys. B 76, 241 (2003).
[CrossRef]

Han, K. J.

Hartl, I.

Hong, K. H.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Huang, S. W.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Jang, D. W.

Joo, T. H.

Kakehata, M.

Kartner, F. X.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Kim, J. H.

Kobayashi, Y.

Lee, D. H.

Li, E.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Lim, Y. S.

Meyn, J. P.

T. Andres, P. Haag, S. Zelt, J. P. Meyn, A. Borsutzky, R. Beigang, and R. Wallenstein, Appl. Phys. B 76, 241 (2003).
[CrossRef]

Min, C. K.

Moses, J.

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Nakanishi, H.

T. Taniuchi and H. Nakanishi, J. Appl. Phys. 95, 7588 (2004).
[CrossRef]

Pelouch, W. S.

Petrov, V.

Powers, P. E.

Ramaiah-Badarla, V.

Reid, D. T.

Seymour, A. D.

Sibbett, W.

Sun, J. H.

Takada, H.

Tang, C. L.

K. C. Burr, C. L. Tang, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 70, 3341 (1997).
[CrossRef]

W. S. Pelouch, P. E. Powers, and C. L. Tang, Opt. Lett. 17, 1070 (1992).
[CrossRef]

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 54, 1728 (1989).
[CrossRef]

Taniuchi, T.

T. Taniuchi and H. Nakanishi, J. Appl. Phys. 95, 7588 (2004).
[CrossRef]

Tartara, L.

Thorpe, M. J.

Torizuka, K.

Wachman, E. S.

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 54, 1728 (1989).
[CrossRef]

Wallenstein, R.

T. Andres, P. Haag, S. Zelt, J. P. Meyn, A. Borsutzky, R. Beigang, and R. Wallenstein, Appl. Phys. B 76, 241 (2003).
[CrossRef]

Ye, J.

Yee, K. J.

Zelt, S.

T. Andres, P. Haag, S. Zelt, J. P. Meyn, A. Borsutzky, R. Beigang, and R. Wallenstein, Appl. Phys. B 76, 241 (2003).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (1)

T. Andres, P. Haag, S. Zelt, J. P. Meyn, A. Borsutzky, R. Beigang, and R. Wallenstein, Appl. Phys. B 76, 241 (2003).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 54, 1728 (1989).
[CrossRef]

K. C. Burr, C. L. Tang, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 70, 3341 (1997).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

T. Taniuchi and H. Nakanishi, J. Appl. Phys. 95, 7588 (2004).
[CrossRef]

Nat. Photon. (1)

S. W. Huang, G. Cirmi, J. Moses, K. H. Hong, S. Bhardwaj, J. R. Birge, L. J. Chen, E. Li, B. J. Eggleton, G. Cerullo, and F. X. Kartner, Nat. Photon. 5, 475 (2011).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (9)

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 (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

Schematic diagram of the experimental layout. L, lens with 75 mm focal length; M1, plane mirror mounted on a translation stage; M2 and M3, concave mirrors with ROC of 10 cm; M4, folding mirror; OC, output coupler.

Fig. 2.
Fig. 2.

Evolution of the dual-wavelength spectra while the cavity length was shortened. In (b), the two wavelengths are centered at 1027 and 1191 nm, respectively.

Fig. 3.
Fig. 3.

Intensity autocorrelation trace of the signal (a) when operating at the single-wavelength region at 1257 nm and (b) in the dual-wavelength region at 1024.8 and 1195.3 nm, respectively. The red curve is the smoothed one of the measurement.

Metrics