Abstract

A picosecond GaInP/AlGaInP/GaAs vertical external-cavity surface-emitting laser (VECSEL) at 675 nm is reported. The laser is mode-locked with a GaInP/AlGaInP/GaAs saturable absorber mirror and emitted 5.1ps pulses at a 973 MHz repetition rate and an average power of 45 mW. To our knowledge, this is the first demonstration of a passively mode-locked VECSEL emitting fundamental laser radiation at the visible part of the spectrum.

© 2013 Optical Society of America

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Cited By

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Figures (6)

Fig. 1.
Fig. 1.

Normalized photoluminescence (PL) and reflectance of (a) the VECSEL gain mirror and (b) the SESAM.

Fig. 2.
Fig. 2.

Laser cavity setup. RoC, radius of curvature; R, reflectivity.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Laser output power as a function of incident 532 nm pump power for the laser without (black dots) and with (gray squares) the SESAM inserted in the cavity at 10°C water cooling. A linear regression was calculated at 2.4–5.5 W and 3.6–5.2 W pump power range, respectively. (b) Pulse train measured with a 20 GHz sampling oscilloscope at 4.5 W pump power.

Fig. 4.
Fig. 4.

Radio frequency spectrum measured with (a) 40 GHz photodiode using 100 kHz resolution bandwidth, and (b) 1 GHz photodiode using 100 Hz resolution bandwidth. The 200 kHz side bands in (b) are caused by a spurious modulation of the pump laser, see inset. Resolution bandwidth: 2 Hz. The 100 kHz noise component shown in the inset was present also when the pump laser was turned off, indicating that it originated from an external noise source, not from the pump laser. Therefore, it is not shown in the RF spectrum of the laser.

Fig. 5.
Fig. 5.

Optical spectrum and beam profile (inset) of the mode-locked laser for a pump power of 5.2 W.

Fig. 6.
Fig. 6.

(a) Measured intensity autocorrelation trace (black line) and the simulated autocorrelation of the optical pulses (red circles). (b) Reconstructed optical pulse shape using the PICASO method.

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