Abstract

A controllable self-Raman laser using an adaptive optics (AO)-based control loop featuring an intracavity deformable mirror is reported. This method has the potential to alleviate thermal lensing within the Raman and laser gain media, and enable solid-state Raman lasers to reach new power levels. A proof-of-concept experiment using a Nd:YVO4 self-Raman laser and resulting in 18% enhancement of the first Stokes output power is reported. Moreover, wavelength selection between two Raman laser outputs (λ=1109 and 1176 nm) emanating from the 379 and 893cm1 Raman shifts of YVO4, respectively, was achieved using this AO technique.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
    [CrossRef]
  2. J. A. Piper and H. M. Pask, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 692 (2007).
    [CrossRef]
  3. H. M. Pask, P. Dekker, R. P. Mildren, D. J. Spence, and J. A. Piper, Prog. Quantum Electron. 32, 121 (2008).
    [CrossRef]
  4. A. J. Lee, H. M. Pask, D. J. Spence, and J. A. Piper, Opt. Lett. 35, 682 (2010).
    [CrossRef]
  5. W. Lubeigt, G. M. Bonner, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, Opt. Lett. 35, 2994 (2010).
    [CrossRef]
  6. V. G. Savitski, I. Friel, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, IEEE J. Quantum Electron. 48, 328 (2012).
    [CrossRef]
  7. O. Kitzler, A. McKay, and R. P. Mildren, Opt. Lett. 37, 2790 (2012).
    [CrossRef]
  8. W. Lubeigt, G. Valentine, and D. Burns, Opt. Express 16, 10943 (2008).
    [CrossRef]
  9. P. Yang, X. Lei, R. Yang, M. Ao, L. Dong, and B. Xu, Appl. Phys. B 100, 591 (2010).
    [CrossRef]
  10. S. Piehler, B. Weichelt, A. Voss, M. A. Ahmed, and T. Graf, Opt. Lett. 37, 5033 (2012).
    [CrossRef]
  11. W. Lubeigt, S. P. Poland, G. J. Valentine, A. J. Wright, J. M. Girkin, and D. Burns, Appl. Opt. 49, 307 (2010).
    [CrossRef]
  12. A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
    [CrossRef]
  13. F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
    [CrossRef]
  14. J. Lin and H. M. Pask, Opt. Express 20, 15180 (2012).
    [CrossRef]
  15. R. Li, R. Bauer, and W. Lubeigt, Opt. Express 21, 17745 (2013).
    [CrossRef]
  16. D. Malacara, Optical Shop Testing, 2nd ed. (Wiley, 1992).

2013 (1)

2012 (4)

2011 (1)

F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
[CrossRef]

2010 (4)

2008 (2)

W. Lubeigt, G. Valentine, and D. Burns, Opt. Express 16, 10943 (2008).
[CrossRef]

H. M. Pask, P. Dekker, R. P. Mildren, D. J. Spence, and J. A. Piper, Prog. Quantum Electron. 32, 121 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

J. A. Piper and H. M. Pask, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 692 (2007).
[CrossRef]

2004 (1)

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

2001 (1)

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Ahmed, M. A.

Ao, M.

P. Yang, X. Lei, R. Yang, M. Ao, L. Dong, and B. Xu, Appl. Phys. B 100, 591 (2010).
[CrossRef]

Bagaev, S. N.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Barnes, J. C.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Basiev, T. T.

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

Bauer, R.

Bonner, G. M.

Burns, D.

Cerny, P.

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

Chyba, T. H.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Dawson, M. D.

V. G. Savitski, I. Friel, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, IEEE J. Quantum Electron. 48, 328 (2012).
[CrossRef]

W. Lubeigt, G. M. Bonner, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, Opt. Lett. 35, 2994 (2010).
[CrossRef]

Dekker, P.

H. M. Pask, P. Dekker, R. P. Mildren, D. J. Spence, and J. A. Piper, Prog. Quantum Electron. 32, 121 (2008).
[CrossRef]

Dong, L.

P. Yang, X. Lei, R. Yang, M. Ao, L. Dong, and B. Xu, Appl. Phys. B 100, 591 (2010).
[CrossRef]

Eichler, H. J.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Friel, I.

V. G. Savitski, I. Friel, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, IEEE J. Quantum Electron. 48, 328 (2012).
[CrossRef]

Gad, G. M. A.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Girkin, J. M.

Graf, T.

Hastie, J. E.

V. G. Savitski, I. Friel, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, IEEE J. Quantum Electron. 48, 328 (2012).
[CrossRef]

W. Lubeigt, G. M. Bonner, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, Opt. Lett. 35, 2994 (2010).
[CrossRef]

Jelinkova, H.

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

Kaminskii, A. A.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Kemp, A. J.

V. G. Savitski, I. Friel, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, IEEE J. Quantum Electron. 48, 328 (2012).
[CrossRef]

W. Lubeigt, G. M. Bonner, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, Opt. Lett. 35, 2994 (2010).
[CrossRef]

Kitzler, O.

Kouta, H.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Kuwano, Y.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Lee, A. J.

Lei, L.

F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
[CrossRef]

Lei, X.

P. Yang, X. Lei, R. Yang, M. Ao, L. Dong, and B. Xu, Appl. Phys. B 100, 591 (2010).
[CrossRef]

Li, R.

Lin, J.

Lu, J.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Lubeigt, W.

Malacara, D.

D. Malacara, Optical Shop Testing, 2nd ed. (Wiley, 1992).

McKay, A.

Mildren, R. P.

O. Kitzler, A. McKay, and R. P. Mildren, Opt. Lett. 37, 2790 (2012).
[CrossRef]

H. M. Pask, P. Dekker, R. P. Mildren, D. J. Spence, and J. A. Piper, Prog. Quantum Electron. 32, 121 (2008).
[CrossRef]

Murai, T.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Pask, H. M.

J. Lin and H. M. Pask, Opt. Express 20, 15180 (2012).
[CrossRef]

A. J. Lee, H. M. Pask, D. J. Spence, and J. A. Piper, Opt. Lett. 35, 682 (2010).
[CrossRef]

H. M. Pask, P. Dekker, R. P. Mildren, D. J. Spence, and J. A. Piper, Prog. Quantum Electron. 32, 121 (2008).
[CrossRef]

J. A. Piper and H. M. Pask, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 692 (2007).
[CrossRef]

Piehler, S.

Piper, J. A.

A. J. Lee, H. M. Pask, D. J. Spence, and J. A. Piper, Opt. Lett. 35, 682 (2010).
[CrossRef]

H. M. Pask, P. Dekker, R. P. Mildren, D. J. Spence, and J. A. Piper, Prog. Quantum Electron. 32, 121 (2008).
[CrossRef]

J. A. Piper and H. M. Pask, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 692 (2007).
[CrossRef]

Poland, S. P.

Qingpu, W.

F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
[CrossRef]

Savitski, V. G.

V. G. Savitski, I. Friel, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, IEEE J. Quantum Electron. 48, 328 (2012).
[CrossRef]

Shuzhen, F.

F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
[CrossRef]

Spence, D. J.

A. J. Lee, H. M. Pask, D. J. Spence, and J. A. Piper, Opt. Lett. 35, 682 (2010).
[CrossRef]

H. M. Pask, P. Dekker, R. P. Mildren, D. J. Spence, and J. A. Piper, Prog. Quantum Electron. 32, 121 (2008).
[CrossRef]

Ueda, K.

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

Valentine, G.

Valentine, G. J.

Voss, A.

Weichelt, B.

Wright, A. J.

Xiaohan, C.

F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
[CrossRef]

Xiaolei, Z.

F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
[CrossRef]

Xingyu, Z.

F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
[CrossRef]

Xu, B.

P. Yang, X. Lei, R. Yang, M. Ao, L. Dong, and B. Xu, Appl. Phys. B 100, 591 (2010).
[CrossRef]

Yang, P.

P. Yang, X. Lei, R. Yang, M. Ao, L. Dong, and B. Xu, Appl. Phys. B 100, 591 (2010).
[CrossRef]

Yang, R.

P. Yang, X. Lei, R. Yang, M. Ao, L. Dong, and B. Xu, Appl. Phys. B 100, 591 (2010).
[CrossRef]

Zhaojun, L.

F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
[CrossRef]

Zhenhua, C.

F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
[CrossRef]

Zverev, P. G.

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. B (1)

P. Yang, X. Lei, R. Yang, M. Ao, L. Dong, and B. Xu, Appl. Phys. B 100, 591 (2010).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

V. G. Savitski, I. Friel, J. E. Hastie, M. D. Dawson, D. Burns, and A. J. Kemp, IEEE J. Quantum Electron. 48, 328 (2012).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

J. A. Piper and H. M. Pask, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 692 (2007).
[CrossRef]

Opt. Commun. (2)

A. A. Kaminskii, K. Ueda, H. J. Eichler, Y. Kuwano, H. Kouta, S. N. Bagaev, T. H. Chyba, J. C. Barnes, G. M. A. Gad, T. Murai, and J. Lu, Opt. Commun. 194, 201 (2001).
[CrossRef]

F. Shuzhen, Z. Xingyu, W. Qingpu, L. Zhaojun, L. Lei, C. Zhenhua, C. Xiaohan, and Z. Xiaolei, Opt. Commun. 284, 1642 (2011).
[CrossRef]

Opt. Express (3)

Opt. Lett. (4)

Prog. Quantum Electron. (2)

H. M. Pask, P. Dekker, R. P. Mildren, D. J. Spence, and J. A. Piper, Prog. Quantum Electron. 32, 121 (2008).
[CrossRef]

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

Other (1)

D. Malacara, Optical Shop Testing, 2nd ed. (Wiley, 1992).

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 (4)

Fig. 1.
Fig. 1.

Diagram of the Nd:YVO4 self-Raman laser incorporating the AO feedback loop.

Fig. 2.
Fig. 2.

Actuator designation of the DM.

Fig. 3.
Fig. 3.

Power transfer of the λ=1176nm output before optimization, including the post-optimization result.

Fig. 4.
Fig. 4.

Power transfer of Raman lasers resulting from the 379cm1 transition (in red) and the 893cm1 transition (in black).

Tables (3)

Tables Icon

Table 1. TEM00 Mode Radius at the Center of the Gain Medium for the Fundamental (λ=1064nm) and Raman (λ=1176nm) Fields with and without Thermal Lensing

Tables Icon

Table 2. Zernike Coefficients before and after Power Scaling Investigation

Tables Icon

Table 3. Summary of Zernike Coefficients for Wavelength Control

Equations (4)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

Z5x=Z5+Z62,
Z5y=Z5Z62,
ROCx=Φx283Z5x,
ROCy=Φy283Z5y,

Metrics