Abstract

There is a growing demand for frequency combs in the mid-infrared (mid-IR), also known as the “molecular fingerprint” region of the spectrum. Down-conversion of near-IR frequency combs by half-harmonic generation is a simple way to extend the wavelength coverage of stable frequency combs to this region, and has benefits such as high conversion efficiency and intrinsic phase and frequency locking to the near-IR pump. Here, we report a two-octave down-conversion of a frequency comb around 1 μm through cascaded half-harmonic generation with 64% efficiency in the first stage and 18% in the second stage. The high conversion efficiency and stable broadband operation indicate the effectiveness and potential of cascaded half-harmonic generation for the realization of intrinsically locked long-wavelength sources, which can be beneficial for numerous applications.

© 2016 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article
OSA Recommended Articles
Broadband degenerate OPO for mid-infrared frequency comb generation

Nick Leindecker, Alireza Marandi, Robert L. Byer, and Konstantin L. Vodopyanov
Opt. Express 19(7) 6296-6302 (2011)

Mid-infrared supercontinuum generation in tapered chalcogenide fiber for producing octave-spanning frequency comb around 3 μm

Alireza Marandi, Charles W. Rudy, Victor G. Plotnichenko, Evgeny M. Dianov, Konstantin L. Vodopyanov, and Robert L. Byer
Opt. Express 20(22) 24218-24225 (2012)

Mid-infrared 333  MHz frequency comb continuously tunable from 1.95 to 4.0  μm

Karolis Balskus, Zhaowei Zhang, Richard A. McCracken, and Derryck T. Reid
Opt. Lett. 40(17) 4178-4181 (2015)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Schliesser, N. Picque, and T. W. Hansch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
    [Crossref]
  2. F. Parker, Applications of Infrared Spectroscopy in Biochemistry, Biology, and Medicine (Springer, 2012).
  3. T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
    [Crossref]
  4. E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
    [Crossref]
  5. Y. Kobayashi, K. Torizuka, A. Marandi, R. L. Byer, R. A. McCracken, Z. Zhang, and D. T. Reid, J. Opt. 17, 094010 (2015).
    [Crossref]
  6. A. Ruehl, A. Gambetta, I. Hartl, M. E. Fermann, K. S. Eikema, and M. Marangoni, Opt. Lett. 37, 2232 (2012).
    [Crossref]
  7. C. R. Phillips, C. Langrock, J. S. Pelc, M. M. Fejer, J. Jiang, M. E. Fermann, and I. Hartl, Opt. Lett. 36, 3912 (2011).
    [Crossref]
  8. A. Hugi, G. Villares, S. Blaser, H. C. Liu, and J. Faist, Nature 492, 229 (2012).
    [Crossref]
  9. C. Lecaplain, C. Javerzac-Galy, E. Lucas, J. D. Jost, and T. J. Kippenberg, “Quantum cascade laser Kerr frequency comb,” arXiv:1506.00626 (2015).
  10. A. A. Savchenkov, V. S. Ilchenko, F. Di Teodoro, P. M. Belden, W. T. Lotshaw, A. B. Matsko, and L. Maleki, “Generation of Kerr combs centered at 4.5  μm in crystalline microresonators pumped by quantum cascade lasers,” arXiv:1506.00232 (2015).
  11. S. B. Mirov, V. V. Fedorov, D. Martyshkin, I. S. Moskalev, M. Mirov, and S. Vasilyev, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 292 (2015).
    [Crossref]
  12. S. Duval, M. Bernier, V. Fortin, J. Genest, M. Piche, and R. Vallee, Optica 2, 623 (2015).
    [Crossref]
  13. C. D. Nabors, S. T. Yang, T. Day, and R. L. Byer, J. Opt. Soc. Am. B 7, 815 (1990).
    [Crossref]
  14. S. T. Wong, K. L. Vodopyanov, and R. L. Byer, J. Opt. Soc. Am. B 27, 876 (2010).
    [Crossref]
  15. M. W. Haakestad, T. P. Lamour, N. Leindecker, A. Marandi, and K. L. Vodopyanov, J. Opt. Soc. Am. B 30, 631 (2013).
    [Crossref]
  16. N. Leindecker, A. Marandi, R. L. Byer, K. L. Vodopyanov, J. Jiang, I. Hartl, M. Fermann, and P. G. Schunemann, Opt. Express 20, 7046 (2012).
    [Crossref]
  17. A. Marandi, N. C. Leindecker, V. Pervak, R. L. Byer, and K. L. Vodopyanov, Opt. Express 20, 7255 (2012).
    [Crossref]
  18. F. Adler, K. C. Cossel, M. J. Thorpe, I. Hartl, M. E. Fermann, and J. Ye, Opt. Lett. 34, 1330 (2009).
    [Crossref]
  19. K. F. Lee, J. Jiang, C. Mohr, J. Bethge, M. E. Fermann, N. Leindecker, K. L. Vodopyanov, P. G. Schunemann, and I. Hartl, Opt. Lett. 38, 1191 (2013).
    [Crossref]
  20. S. Wolf, C. R. Phillips, A. Marandi, K. Vodopyanov, M. Fejer, and R. Byer, in Conference on Lasers and Electro-Optics (2013), paper CW1B-1.
  21. T. R. Schibli, I. Hartl, D. C. Yost, M. J. Martin, A. Marcinkevicius, M. E. Fermann, and J. Ye, Nat. Photonics 2, 355 (2008).
    [Crossref]
  22. K. A. Ingold, A. Marandi, C. Rudy, and R. L. Byer, in Conference on Lasers and Electro-Optics (2014), paper SM2I-4.
  23. H. Ishizuki and T. Taira, Opt. Lett. 30, 2918 (2005).
    [Crossref]
  24. C. W. Rudy, A. Marandi, K. A. Ingold, S. J. Wolf, K. L. Vodopyanov, and R. L. Byer, Opt. Express 20, 27589 (2012).
    [Crossref]
  25. K. A. Ingold, A. Marandi, M. J. F. Digonnet, and R. L. Byer, Opt. Lett. 40, 4368 (2015).
    [Crossref]
  26. K. A. Ingold, A. Marandi, C. W. Rudy, K. L. Vodopyanov, and R. L. Byer, Opt. Lett. 39, 900 (2014).
    [Crossref]
  27. K. Rivoire, Z. Lin, F. Hatami, W. T. Masselink, and J. Vuckovic, Opt. Express 17, 22609 (2009).
    [Crossref]
  28. P. S. Kuo, J. Bravo-Abad, and G. D. Solomon, Nat. Commun. 5, 3109 (2014).
    [Crossref]

2015 (4)

Y. Kobayashi, K. Torizuka, A. Marandi, R. L. Byer, R. A. McCracken, Z. Zhang, and D. T. Reid, J. Opt. 17, 094010 (2015).
[Crossref]

S. B. Mirov, V. V. Fedorov, D. Martyshkin, I. S. Moskalev, M. Mirov, and S. Vasilyev, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 292 (2015).
[Crossref]

S. Duval, M. Bernier, V. Fortin, J. Genest, M. Piche, and R. Vallee, Optica 2, 623 (2015).
[Crossref]

K. A. Ingold, A. Marandi, M. J. F. Digonnet, and R. L. Byer, Opt. Lett. 40, 4368 (2015).
[Crossref]

2014 (2)

2013 (3)

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

M. W. Haakestad, T. P. Lamour, N. Leindecker, A. Marandi, and K. L. Vodopyanov, J. Opt. Soc. Am. B 30, 631 (2013).
[Crossref]

K. F. Lee, J. Jiang, C. Mohr, J. Bethge, M. E. Fermann, N. Leindecker, K. L. Vodopyanov, P. G. Schunemann, and I. Hartl, Opt. Lett. 38, 1191 (2013).
[Crossref]

2012 (7)

N. Leindecker, A. Marandi, R. L. Byer, K. L. Vodopyanov, J. Jiang, I. Hartl, M. Fermann, and P. G. Schunemann, Opt. Express 20, 7046 (2012).
[Crossref]

A. Marandi, N. C. Leindecker, V. Pervak, R. L. Byer, and K. L. Vodopyanov, Opt. Express 20, 7255 (2012).
[Crossref]

A. Ruehl, A. Gambetta, I. Hartl, M. E. Fermann, K. S. Eikema, and M. Marangoni, Opt. Lett. 37, 2232 (2012).
[Crossref]

C. W. Rudy, A. Marandi, K. A. Ingold, S. J. Wolf, K. L. Vodopyanov, and R. L. Byer, Opt. Express 20, 27589 (2012).
[Crossref]

A. Hugi, G. Villares, S. Blaser, H. C. Liu, and J. Faist, Nature 492, 229 (2012).
[Crossref]

A. Schliesser, N. Picque, and T. W. Hansch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
[Crossref]

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

2011 (1)

2010 (1)

2009 (2)

2008 (1)

T. R. Schibli, I. Hartl, D. C. Yost, M. J. Martin, A. Marcinkevicius, M. E. Fermann, and J. Ye, Nat. Photonics 2, 355 (2008).
[Crossref]

2005 (1)

1990 (1)

Adler, F.

Alisauskas, S.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Andriukaitis, G.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Arpin, P.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Balciunas, T.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Baltuska, A.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Becker, A.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Belden, P. M.

A. A. Savchenkov, V. S. Ilchenko, F. Di Teodoro, P. M. Belden, W. T. Lotshaw, A. B. Matsko, and L. Maleki, “Generation of Kerr combs centered at 4.5  μm in crystalline microresonators pumped by quantum cascade lasers,” arXiv:1506.00232 (2015).

Bernier, M.

Bethge, J.

Blaser, S.

A. Hugi, G. Villares, S. Blaser, H. C. Liu, and J. Faist, Nature 492, 229 (2012).
[Crossref]

Bravo-Abad, J.

P. S. Kuo, J. Bravo-Abad, and G. D. Solomon, Nat. Commun. 5, 3109 (2014).
[Crossref]

Brown, S.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Byer, R.

S. Wolf, C. R. Phillips, A. Marandi, K. Vodopyanov, M. Fejer, and R. Byer, in Conference on Lasers and Electro-Optics (2013), paper CW1B-1.

Byer, R. L.

Chen, M.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Colby, E. R.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Cossel, K. C.

Cowan, B.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Day, T.

Di Teodoro, F.

A. A. Savchenkov, V. S. Ilchenko, F. Di Teodoro, P. M. Belden, W. T. Lotshaw, A. B. Matsko, and L. Maleki, “Generation of Kerr combs centered at 4.5  μm in crystalline microresonators pumped by quantum cascade lasers,” arXiv:1506.00232 (2015).

Digonnet, M. J. F.

Duval, S.

Eikema, K. S.

England, R. J.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Faist, J.

A. Hugi, G. Villares, S. Blaser, H. C. Liu, and J. Faist, Nature 492, 229 (2012).
[Crossref]

Fedorov, V. V.

S. B. Mirov, V. V. Fedorov, D. Martyshkin, I. S. Moskalev, M. Mirov, and S. Vasilyev, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 292 (2015).
[Crossref]

Fejer, M.

S. Wolf, C. R. Phillips, A. Marandi, K. Vodopyanov, M. Fejer, and R. Byer, in Conference on Lasers and Electro-Optics (2013), paper CW1B-1.

Fejer, M. M.

Fermann, M.

Fermann, M. E.

Fortin, V.

Gaeta, A.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Gambetta, A.

Genest, J.

Haakestad, M. W.

Hansch, T. W.

A. Schliesser, N. Picque, and T. W. Hansch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
[Crossref]

Hartl, I.

Hatami, F.

Hernandez-Garcia, C.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Hugi, A.

A. Hugi, G. Villares, S. Blaser, H. C. Liu, and J. Faist, Nature 492, 229 (2012).
[Crossref]

Ilchenko, V. S.

A. A. Savchenkov, V. S. Ilchenko, F. Di Teodoro, P. M. Belden, W. T. Lotshaw, A. B. Matsko, and L. Maleki, “Generation of Kerr combs centered at 4.5  μm in crystalline microresonators pumped by quantum cascade lasers,” arXiv:1506.00232 (2015).

Ingold, K. A.

Ishizuki, H.

Jaron-Becker, A.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Javerzac-Galy, C.

C. Lecaplain, C. Javerzac-Galy, E. Lucas, J. D. Jost, and T. J. Kippenberg, “Quantum cascade laser Kerr frequency comb,” arXiv:1506.00626 (2015).

Jiang, J.

Jost, J. D.

C. Lecaplain, C. Javerzac-Galy, E. Lucas, J. D. Jost, and T. J. Kippenberg, “Quantum cascade laser Kerr frequency comb,” arXiv:1506.00626 (2015).

Kapteyn, H. C.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Kippenberg, T. J.

C. Lecaplain, C. Javerzac-Galy, E. Lucas, J. D. Jost, and T. J. Kippenberg, “Quantum cascade laser Kerr frequency comb,” arXiv:1506.00626 (2015).

Kobayashi, Y.

Y. Kobayashi, K. Torizuka, A. Marandi, R. L. Byer, R. A. McCracken, Z. Zhang, and D. T. Reid, J. Opt. 17, 094010 (2015).
[Crossref]

Kuo, P. S.

P. S. Kuo, J. Bravo-Abad, and G. D. Solomon, Nat. Commun. 5, 3109 (2014).
[Crossref]

Lamour, T. P.

Langrock, C.

Lecaplain, C.

C. Lecaplain, C. Javerzac-Galy, E. Lucas, J. D. Jost, and T. J. Kippenberg, “Quantum cascade laser Kerr frequency comb,” arXiv:1506.00626 (2015).

Lee, K. F.

Leedle, K. J.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Leindecker, N.

Leindecker, N. C.

Lin, Z.

Liu, H. C.

A. Hugi, G. Villares, S. Blaser, H. C. Liu, and J. Faist, Nature 492, 229 (2012).
[Crossref]

Lotshaw, W. T.

A. A. Savchenkov, V. S. Ilchenko, F. Di Teodoro, P. M. Belden, W. T. Lotshaw, A. B. Matsko, and L. Maleki, “Generation of Kerr combs centered at 4.5  μm in crystalline microresonators pumped by quantum cascade lasers,” arXiv:1506.00232 (2015).

Lucas, E.

C. Lecaplain, C. Javerzac-Galy, E. Lucas, J. D. Jost, and T. J. Kippenberg, “Quantum cascade laser Kerr frequency comb,” arXiv:1506.00626 (2015).

Maleki, L.

A. A. Savchenkov, V. S. Ilchenko, F. Di Teodoro, P. M. Belden, W. T. Lotshaw, A. B. Matsko, and L. Maleki, “Generation of Kerr combs centered at 4.5  μm in crystalline microresonators pumped by quantum cascade lasers,” arXiv:1506.00232 (2015).

Marandi, A.

Marangoni, M.

Marcinkevicius, A.

T. R. Schibli, I. Hartl, D. C. Yost, M. J. Martin, A. Marcinkevicius, M. E. Fermann, and J. Ye, Nat. Photonics 2, 355 (2008).
[Crossref]

Martin, M. J.

T. R. Schibli, I. Hartl, D. C. Yost, M. J. Martin, A. Marcinkevicius, M. E. Fermann, and J. Ye, Nat. Photonics 2, 355 (2008).
[Crossref]

Martyshkin, D.

S. B. Mirov, V. V. Fedorov, D. Martyshkin, I. S. Moskalev, M. Mirov, and S. Vasilyev, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 292 (2015).
[Crossref]

Masselink, W. T.

Matsko, A. B.

A. A. Savchenkov, V. S. Ilchenko, F. Di Teodoro, P. M. Belden, W. T. Lotshaw, A. B. Matsko, and L. Maleki, “Generation of Kerr combs centered at 4.5  μm in crystalline microresonators pumped by quantum cascade lasers,” arXiv:1506.00232 (2015).

McCracken, R. A.

Y. Kobayashi, K. Torizuka, A. Marandi, R. L. Byer, R. A. McCracken, Z. Zhang, and D. T. Reid, J. Opt. 17, 094010 (2015).
[Crossref]

McGuinness, C.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

McNeur, J.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Mirov, M.

S. B. Mirov, V. V. Fedorov, D. Martyshkin, I. S. Moskalev, M. Mirov, and S. Vasilyev, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 292 (2015).
[Crossref]

Mirov, S. B.

S. B. Mirov, V. V. Fedorov, D. Martyshkin, I. S. Moskalev, M. Mirov, and S. Vasilyev, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 292 (2015).
[Crossref]

Mohr, C.

Montazeri, B.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Moskalev, I. S.

S. B. Mirov, V. V. Fedorov, D. Martyshkin, I. S. Moskalev, M. Mirov, and S. Vasilyev, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 292 (2015).
[Crossref]

Mucke, O. D.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Murnane, M. M.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Nabors, C. D.

Parker, F.

F. Parker, Applications of Infrared Spectroscopy in Biochemistry, Biology, and Medicine (Springer, 2012).

Pelc, J. S.

Peralta, E. A.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Pervak, V.

Phillips, C. R.

C. R. Phillips, C. Langrock, J. S. Pelc, M. M. Fejer, J. Jiang, M. E. Fermann, and I. Hartl, Opt. Lett. 36, 3912 (2011).
[Crossref]

S. Wolf, C. R. Phillips, A. Marandi, K. Vodopyanov, M. Fejer, and R. Byer, in Conference on Lasers and Electro-Optics (2013), paper CW1B-1.

Piche, M.

Picque, N.

A. Schliesser, N. Picque, and T. W. Hansch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
[Crossref]

Plaja, L.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Popmintchev, D.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Popmintchev, T.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Pugzlys, A.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Reid, D. T.

Y. Kobayashi, K. Torizuka, A. Marandi, R. L. Byer, R. A. McCracken, Z. Zhang, and D. T. Reid, J. Opt. 17, 094010 (2015).
[Crossref]

Rivoire, K.

Rudy, C.

K. A. Ingold, A. Marandi, C. Rudy, and R. L. Byer, in Conference on Lasers and Electro-Optics (2014), paper SM2I-4.

Rudy, C. W.

Ruehl, A.

Savchenkov, A. A.

A. A. Savchenkov, V. S. Ilchenko, F. Di Teodoro, P. M. Belden, W. T. Lotshaw, A. B. Matsko, and L. Maleki, “Generation of Kerr combs centered at 4.5  μm in crystalline microresonators pumped by quantum cascade lasers,” arXiv:1506.00232 (2015).

Schibli, T. R.

T. R. Schibli, I. Hartl, D. C. Yost, M. J. Martin, A. Marcinkevicius, M. E. Fermann, and J. Ye, Nat. Photonics 2, 355 (2008).
[Crossref]

Schliesser, A.

A. Schliesser, N. Picque, and T. W. Hansch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
[Crossref]

Schrauth, S. E.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Schunemann, P. G.

Schwartz, B.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Shim, B.

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Solomon, G. D.

P. S. Kuo, J. Bravo-Abad, and G. D. Solomon, Nat. Commun. 5, 3109 (2014).
[Crossref]

Soong, K.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Sozer, E. B.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Taira, T.

Thorpe, M. J.

Torizuka, K.

Y. Kobayashi, K. Torizuka, A. Marandi, R. L. Byer, R. A. McCracken, Z. Zhang, and D. T. Reid, J. Opt. 17, 094010 (2015).
[Crossref]

Travish, G.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Vallee, R.

Vasilyev, S.

S. B. Mirov, V. V. Fedorov, D. Martyshkin, I. S. Moskalev, M. Mirov, and S. Vasilyev, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 292 (2015).
[Crossref]

Villares, G.

A. Hugi, G. Villares, S. Blaser, H. C. Liu, and J. Faist, Nature 492, 229 (2012).
[Crossref]

Vodopyanov, K.

S. Wolf, C. R. Phillips, A. Marandi, K. Vodopyanov, M. Fejer, and R. Byer, in Conference on Lasers and Electro-Optics (2013), paper CW1B-1.

Vodopyanov, K. L.

Vuckovic, J.

Walz, D.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Wolf, S.

S. Wolf, C. R. Phillips, A. Marandi, K. Vodopyanov, M. Fejer, and R. Byer, in Conference on Lasers and Electro-Optics (2013), paper CW1B-1.

Wolf, S. J.

Wong, S. T.

Wu, Z.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Yang, S. T.

Ye, J.

F. Adler, K. C. Cossel, M. J. Thorpe, I. Hartl, M. E. Fermann, and J. Ye, Opt. Lett. 34, 1330 (2009).
[Crossref]

T. R. Schibli, I. Hartl, D. C. Yost, M. J. Martin, A. Marcinkevicius, M. E. Fermann, and J. Ye, Nat. Photonics 2, 355 (2008).
[Crossref]

Yost, D. C.

T. R. Schibli, I. Hartl, D. C. Yost, M. J. Martin, A. Marcinkevicius, M. E. Fermann, and J. Ye, Nat. Photonics 2, 355 (2008).
[Crossref]

Zhang, Z.

Y. Kobayashi, K. Torizuka, A. Marandi, R. L. Byer, R. A. McCracken, Z. Zhang, and D. T. Reid, J. Opt. 17, 094010 (2015).
[Crossref]

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

S. B. Mirov, V. V. Fedorov, D. Martyshkin, I. S. Moskalev, M. Mirov, and S. Vasilyev, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 292 (2015).
[Crossref]

J. Opt. (1)

Y. Kobayashi, K. Torizuka, A. Marandi, R. L. Byer, R. A. McCracken, Z. Zhang, and D. T. Reid, J. Opt. 17, 094010 (2015).
[Crossref]

J. Opt. Soc. Am. B (3)

Nat. Commun. (1)

P. S. Kuo, J. Bravo-Abad, and G. D. Solomon, Nat. Commun. 5, 3109 (2014).
[Crossref]

Nat. Photonics (2)

T. R. Schibli, I. Hartl, D. C. Yost, M. J. Martin, A. Marcinkevicius, M. E. Fermann, and J. Ye, Nat. Photonics 2, 355 (2008).
[Crossref]

A. Schliesser, N. Picque, and T. W. Hansch, Nat. Photonics 6, 440 (2012).
[Crossref]

Nature (2)

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

A. Hugi, G. Villares, S. Blaser, H. C. Liu, and J. Faist, Nature 492, 229 (2012).
[Crossref]

Opt. Express (4)

Opt. Lett. (7)

Optica (1)

Science (1)

T. Popmintchev, M. Chen, D. Popmintchev, P. Arpin, S. Brown, S. Alisauskas, G. Andriukaitis, T. Balciunas, O. D. Mucke, A. Pugzlys, A. Baltuska, B. Shim, S. E. Schrauth, A. Gaeta, C. Hernandez-Garcia, L. Plaja, A. Becker, A. Jaron-Becker, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Science 336, 1287 (2012).
[Crossref]

Other (5)

F. Parker, Applications of Infrared Spectroscopy in Biochemistry, Biology, and Medicine (Springer, 2012).

C. Lecaplain, C. Javerzac-Galy, E. Lucas, J. D. Jost, and T. J. Kippenberg, “Quantum cascade laser Kerr frequency comb,” arXiv:1506.00626 (2015).

A. A. Savchenkov, V. S. Ilchenko, F. Di Teodoro, P. M. Belden, W. T. Lotshaw, A. B. Matsko, and L. Maleki, “Generation of Kerr combs centered at 4.5  μm in crystalline microresonators pumped by quantum cascade lasers,” arXiv:1506.00232 (2015).

K. A. Ingold, A. Marandi, C. Rudy, and R. L. Byer, in Conference on Lasers and Electro-Optics (2014), paper SM2I-4.

S. Wolf, C. R. Phillips, A. Marandi, K. Vodopyanov, M. Fejer, and R. Byer, in Conference on Lasers and Electro-Optics (2013), paper CW1B-1.

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.

Cascaded half-harmonic generation of frequency combs. (a) Femtosecond pulses of the pump laser at ω p are converted to ω p / 2 and ω p / 4 through two stages of intrinsically frequency-locked half-harmonic generation. (b) Schematic of the experiment comprising two half-harmonic OPOs along with the frequency measurement setups.

Fig. 2.
Fig. 2.

Measured output spectra in dB as a function of cavity lengths for the (a) 2 μm OPO and (b) 4 μm OPO. The arrows show the cavity lengths for stable half-harmonic generation.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Optical spectrum and (b) autocorrelation trace of the 2 μm frequency comb. (c) Optical spectrum and (d) autocorrelation trace of the 4 μm frequency comb. Up to 2.4 μm, the spectra are measured by a Yokogawa optical spectrum analyzer, and a 1/4-m monochromator and an InSb detector are used for above 2.4 μm. PSD is power spectral density.

Fig. 4.
Fig. 4.

Beat-note measurements of the frequency combs. (a) Optical spectra around 700 nm from the SFG in the 2 μm OPO, and SCG of the pump laser. (b) Optical spectra around 1.4 μm from the blue side of the 2 μm comb, SCG of the pump laser, and the SFG in the 4 μm OPO. (c) Sample RF spectra for measurements of f 0 2 μm and f 0 2 μm f 0 1 μm . (d) CEO frequencies of the 2 μm comb as a function of the pump CEO frequency. (e) Sample RF spectrum for measurements of f 0 2 μm and f 0 4 μm . (f) CEO frequencies of the 4 μm comb as a function of the CEO frequency of the 2 μm comb.

Equations (7)

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

f 1 μm = f R + f 0 1 μm ,
f m 2 μm = m f R + f 0 2 μm ,
f n 4 μm = n f R + f 0 4 μm ,
f 0 2 μm = f 0 1 μm 2 or f 0 2 μm = f 0 1 μm 2 + f R 2 ,
f 0 4 μm = f 0 2 μm 2 or f 0 4 μm = f 0 2 μm 2 + f R 2 .
f 0 700    nm = f 0 1 μm + f 0 2 μm .
f 0 1.4    μm = f 0 2 μm + f 0 4 μm .

Metrics