Skip to main content

Advertisement

SpringerLink
Log in

Quasi-three-level solid-state lasers in the near and mid infrared based on trivalent rare earth ions

  • Invited paper
  • Published:
Applied Physics B Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Quasi-three-level solid-state lasers using trivalent rare earth ions are efficient sources in the near- and mid-infrared spectral regions. Their unique properties arise from special energy level structures in different host materials and highly efficient laser operation became possible with the availability of highly efficient high-brightness pump sources like laser diodes. This work will give an overview of quasi-three-level solid-state lasers emitting in the wavelength range 1–5 μm. Recent research and advances in spectroscopic and laser results will be presented. In comparison to four-level lasers such as e.g. Nd3+ lasers at 1.06 μm, quasi-three-level lasers show a much stronger influence of temperature on laser performance, mainly due to the thermally induced changes in the spectroscopic properties of the laser medium. Nevertheless, highly efficient lasers can be realized by direct diode pumping with high spatial and spectral brightness laser diodes. The population dynamics in the manifolds also play an important role and ion concentrations are used to minimize or maximize energy-transfer effects. These general topics will be addressed in Sect. 1, in which basic aspects of quasi-three-level lasers and their description are discussed. Section 2 deals with the general energy-level structure of trivalent rare earths in hosts, from which the most interesting ions and their transitions can be derived. These ions, Nd3+, Yb3+, Er3+, Tm3+ and Ho3+, are investigated in detail in Sect. 3 in order of their emission wavelengths, focusing on their spectral properties and laser results in different laser architectures and host media. In Sect. 4 the work is finally summarized.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  1. J. Koetke, G. Huber, Appl. Phys. B 61, 151 (1995)

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. S. Zemon, G. Lambert, W.J. Miniscalco, R.W. Davies, B.T. Hall, R.C. Folweiler, T. Wei, L.J. Andrews, M.P. Singh, SPIE Proc. 1373(2), 21 (1990)

    ADS  Google Scholar 

  3. T. Wegner, K. Petermann, Appl. Phys. B 49, 275 (1989)

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. H. Scheife, Dissertation, Universität Hamburg, Germany, 2001

  5. D.E. McCumber, Phys. Rev. 136, A945 (1964)

    Article  Google Scholar 

  6. S. Kück, Appl. Phys. B 72, 515 (2001)

    ADS  Google Scholar 

  7. S.A. Payne, L.L. Chase, L.K. Smith, W.L. Kway, W.F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2619 (1992)

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. H.W. Moos, J. Luminesc. 1, 106 (1970)

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. S. Hufner, Optical Spectra of Transparent Rare Earth Compounds (Academic, New York, 1978)

    Google Scholar 

  10. B. Henderson, G.F. Imbusch, Optical Spectroscopy of Inorganic Solids (Clarendon, Oxford, 1989)

    Google Scholar 

  11. K.M. Dinndorf, PhD thesis, Massachusetts Institute of Technology, USA, 1993

  12. T. Förster, Ann. Phys. 437, 55 (1948)

    Article  Google Scholar 

  13. T. Förster, Z. Naturforsch. 4a, 321 (1949)

    ADS  Google Scholar 

  14. C.Z. Hadad, S.O. Vasquez, Phys. Rev. B 60, 8586 (1999)

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. P.M. Levy, Phys. Rev. 177, 509 (1969)

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. F.R.G. de Silva, O.L. Malta, J. Alloys Compd. 250, 427 (1997)

    Article  Google Scholar 

  17. V.S. Mironov, J. Phys.: Condens. Matter 8, 10551 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. D.L. Dexter, J. Chem. Phys. 21, 836 (1953)

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. M. Yokota, O. Tanimoto, J. Phys. Soc. Jpn. 22, 779 (1967)

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. A. Richter, Dissertation, Universität Hamburg, Germany, 2008

  21. A.I. Burshteĭn, Sov. Phys. JETP 35, 882 (1972)

    ADS  Google Scholar 

  22. T. Holstein, S.K. Lyo, R. Orbach, in Topics in Applied Physics, vol. 49, ed. by W.M. Yen, P.M. Selzer (Springer, New York, 1981), Chap. 2

    Google Scholar 

  23. R. Orbach, in Optical Properties of Ions in Crystals, ed. by H.M. Crosswhite, H.W. Moos (Interscience, New York, 1967), p. 445

    Google Scholar 

  24. S. Xia, P.A. Tanner, Phys. Rev. B 66, 214305 (2002)

    Article  ADS  Google Scholar 

  25. S.D. Jackson, Opt. Commun. 230, 197 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  26. M.G. Beghi, C.E. Bottani, V. Russo, J. Appl. Phys. 87, 1769 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  27. T. Kushida, Phys. Rev. 185, 500 (1969)

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. D.E. McCumber, M.D. Sturge, J. Appl. Phys. 34, 1682 (1963)

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. G.F. Imbush, W.M. Yen, A.L. Shawlow, D.E. McCumber, M.D. Sturge, Phys. Rev. 133, A1029 (1964)

    Article  ADS  Google Scholar 

  30. W.M. Yen, W.C. Scott, A.L. Shawlow, Phys. Rev. 136, A271 (1964)

    Article  ADS  Google Scholar 

  31. M. Eichhorn, S.T. Fredrich-Thornton, E. Heumann, G. Huber, Appl. Phys. B 91, 249 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  32. M. Pollnau, P.J. Hardman, M.A. Kern, W.A. Clarkson, D.C. Hanna, Phys. Rev. B 58, 16076 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  33. M. Eichhorn, IEEE J. Quantum Electron. 41, 1574 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  34. M. Ostermeyer, A. Straesser, Opt. Commun. 274, 422 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  35. M. Eichhorn, in SPIE Defense + Security 2008, Orlando, FL, USA, paper 6952-24; Proc. SPIE 6952-24 (2008)

  36. T.Y. Fan, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2692 (1992)

    Article  ADS  Google Scholar 

  37. C.D. Nabors, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2896 (1994)

    Article  ADS  Google Scholar 

  38. R.J. Beach, Opt. Commun. 123, 385 (1995)

    Article  ADS  Google Scholar 

  39. G. Rustad, K. Stenersen, IEEE J. Quantum Electron. 32, 1645 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  40. E.C. Honea, R.J. Beach, S.B. Sutton, J.A. Speth, S.C. Mitchell, J.A. Skidmore, M.A. Emanuel, S.A. Payne, IEEE J. Quantum Electron. 33, 1592 (1997)

    Article  ADS  Google Scholar 

  41. S. Bjurshagen, R. Koch, Appl. Opt. 43, 4753 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  42. K. Spariosu, V. Leyva, R.A. Reeder, M.J. Klotz, IEEE J. Quantum Electron. 42, 182 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  43. O.A. Louchev, Y. Urata, N. Saito, S. Wada, Opt. Express 15, 11903 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  44. W.P. Risk, J. Opt. Soc. Am. B 5, 1412 (1988)

    Article  ADS  Google Scholar 

  45. A.E. Siegman, Lasers (University Science Books, Sausalito, CA, 1986), p. 364

    Google Scholar 

  46. C.W. Hoyt, M.P. Hasselbeck, M. Sheik-Bahae, R.I. Epstein, S. Greefield, J. Thiede, J. Distel, J. Valencia, J. Opt. Soc. Am. B 20, 1066 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  47. H. Shu, M. Bass, Appl. Opt. 46, 5687 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  48. W.Q. Shi, M. Bass, M. Birnbaum, J. Opt. Soc. Am. B 7, 1456 (1990)

    Article  ADS  Google Scholar 

  49. M. Eichhorn, IEEE J. Quantum Electron. 44, 803 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  50. T.Y. Fan, R.L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 23, 605 (1987)

    Article  ADS  Google Scholar 

  51. D.Y. Shen, J.K. Sahu, W.A. Clarkson, Opt. Lett. 31, 754 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  52. I.T. Sorokina, in Solid-State Mid-Infrared Laser Sources, Top. Appl. Phys., vol. 89, ed. by I.T. Sorokina, K.L. Vodopyanov (Springer, Berlin, 2003), pp. 255–349

    Chapter  Google Scholar 

  53. J.C. Slater, Phys. Rev. 81, 385 (1951)

    Article  MATH  ADS  Google Scholar 

  54. V. Fock, Z. Phys. 61, 126 (1930)

    Article  ADS  Google Scholar 

  55. H.A. Kramers, Proc. Acad. Amst. 33, 959 (1930)

    Google Scholar 

  56. C.K. Jorgensen, R. Reisfeld, Lasers and Excited States of Rare Earths (Springer, Berlin, 1977)

    Google Scholar 

  57. G.H. Dieke, Spectra and Energy Levels of Rare Earth Ions in Crystals (Wiley Interscience, New York, 1968)

    Google Scholar 

  58. L.F. Johnson, R.A. Thomas, Phys. Rev. 131, 2038 (1963)

    Article  ADS  Google Scholar 

  59. M. Birnbaum, A.W. Tucker, P.J. Pomphrey, IEEE J. Quantum Electron. 8, 501 (1972)

    Article  ADS  Google Scholar 

  60. F. Kallmeyer, X. Wang, M. Dziedzina, H. Rhee, H.J. Eichler, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper WB8

  61. S.G.P. Strohmaier, H.J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, G. Huber, Opt. Commun. 275, 170 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  62. C. Czeranowsky, Diploma thesis, Universität Hamburg, Germany, 1999

  63. Q. Li, B. Feng, Z. Wei, D. Zhang, D. Li, Z. Zhang, H. Zhang, J. Wang, Opt. Lett. 33, 261 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  64. A.A. Kaminskii, Laser Crystals, Springer Ser. Opt. Sci., vol. 14, Springer, Berlin

  65. J.B. Gruber, M.E. Hills, T.H. Allik, C.K. Jayasankar, J.R. Quagliano, F.S. Richardson, Phys. Rev. B 41, 7999 (1990)

    Article  ADS  Google Scholar 

  66. J.B. Gruber, M.E. Hills, R.M. Macfarlane, C.A. Morrison, G.A. Turner, G.J. Quarles, G.J. Kintz, L. Esterowitz, Phys. Rev. B 40, 9464 (1989)

    Article  ADS  Google Scholar 

  67. C.A. Morrison, R.P. Leavitt, Spectroscopic properties of triply ionized lanthanides in transparent host crystals, in Handbook on the Chemistry and Physics of Rare Earths, ed. by K.A. Gschneider Jr. (North-Holland, Amsterdam, 1982), Chap. 46

    Google Scholar 

  68. C.D. Brandle, J.C. Vanderleeden, IEEE J. Quantum Electron. 10, 67 (1974)

    Article  ADS  Google Scholar 

  69. F. Kallmeyer, M. Dziedzina, X. Wang, H.J. Eichler, C. Czeranowsky, B. Ileri, K. Petermann, G. Huber, Appl. Phys. B 89, 305 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  70. C.S. Hoefer, K.W. Kirby, L.G. DeShazer, J. Opt. Soc. Am. B 5, 2327 (1988)

    Article  ADS  Google Scholar 

  71. S. Chénais, F. Druon, F. Balembois, P. Georges, A. Brenier, G. Boulon, Opt. Mater. 22, 99 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  72. A. Richter, private communication

  73. K. Petermann, private communication

  74. B. Ileri, Diploma thesis, Universität Hamburg, Germany, 2004

  75. C. Czeranowsky, Dissertation, Universität Hamburg, Germany, 2002

  76. T. Kellner, F. Heine, B. Struve, V. Ostroumov, G. Huber, T. Halldórsson, in Advanced Solid-State Lasers (OSA TOPS 10), ed. by C.R. Pollock, W.R. Bosenberg (1997), p. 46

  77. T. Kellner, F. Heine, B. Struve, V. Ostroumov, K. Petermann, G. Huber, in Advanced Solid-State Lasers (OSA TOPS 1), ed. by S.A. Payne, C.R. Pollock (1996), p. 356

  78. J. Gao, X. Yu, F. Chen, X. Li, Z. Zhang, J. Yu, Y. Wang, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper WB7

  79. I.P. Alcock, A.I. Ferguson, D.C. Hanna, A.C. Trooper, Opt. Commun. (1986)

  80. I.P. Alcock, A.I. Ferguson, D.C. Hanna, A.C. Trooper, Opt. Lett. 11, 709 (1986)

    Article  ADS  Google Scholar 

  81. M. Larionov, K. Schuhmann, J. Speiser, C. Stolzenburg, A. Giesen, in OSA TOPS, Advanced Solid-State Photonics 2005, paper TuB49

  82. A.J. Bayramian, C. Bibeau, R.J. Beach, C.D. Marshall, S.A. Payne, W.F. Krupke, Opt. Lett. 25, 622 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  83. S.T. Fredrich-Thornton, C. Hirt, F. Tellkamp, K. Petermann, G. Huber, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper WB13

  84. S.T. Fredrich-Thornton, J.F. Bisson, D. Kouznetsov, K.-I. Ueda, K. Petermann, G. Huber, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2007), Baltimore, MD, USA, paper CFJ6

  85. E. Nakazawa, S. Shionoya, Phys. Rev. Lett. 25, 1710 (1970)

    Article  ADS  Google Scholar 

  86. Y.G. Choi, Y.B. Shin, H.S. Seo, K.H. Kim, Chem. Phys. Lett. 364, 200 (2002)

    Article  ADS  Google Scholar 

  87. C. Kränkel, R. Peters, K. Petermann, G. Huber, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper MF5

  88. F. Druon, F. Balembois, P. Geoges, A. Brun, A. Courjaud, C. Hönninger, F. Salin, A. Aron, F. Mougel, G. Aka, D. Vivien, Opt. Lett. 25, 423 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  89. A. Garcia-Cortez, M. Cano-Torres, M.D. Serrano, C. Cascales, C. Zaldo, S. Rivier, X. Mateos, U. Griebner, V. Petrov, IEEE J. Quantum Electron. 43, 758 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  90. F. Brunner, T. Südmeyer, E. Innerhofer, F. Morier-Genoud, R. Paschotta, V.E. Kisel, V.G. Shcherbitsky, N.V. Kuleshov, J. Gao, K. Contag, A. Giesen, U. Keller, Opt. Lett. 27, 1162 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  91. C. Bibeau, R.J. Beach, S.C. Mitchell, M.A. Emanuel, J. Skidmore, C.A. Ebbers, S.B. Sutton, K.S. Jancaitis, IEEE J. Quantum Electron. 34, 2010 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  92. D.C. Brown, J.M. Singley, E. Yager, J.W. Kuper, B.J. Lotito, L.L. Bennett, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2007), Baltimore, MD, USA, paper CTuHH4

  93. E.C. Honea, R.J. Beach, S.C. Mitchell, P.V. Avizonis, Opt. Lett. 24, 154 (1999)

    Article  ADS  Google Scholar 

  94. E.C. Honea, R.J. Beach, S.C. Mitchell, J. Skidmore, M.A. Emanuel, S.B. Sutton, S.A. Payne, P.V. Avizonis, R.S. Monroe, D.G. Harris, Opt. Lett. 25, 805 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  95. V.E. Kisel, S.V. Kurilchik, N.V. Kuleshov, S.A. Smirnova, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper MC40

  96. L.D. DeLoach, S.A. Payne, L.L. Chase, L.K. Smith, W.L. Kway, W.F. Krupke, IEEE J. Quantum Electron. 29, 1179 (1993)

    Article  ADS  Google Scholar 

  97. K.I. Schaffers, J.B. Tassano, A.B. Bayramian, R.C. Morris, J. Cryst. Growth 253, 297 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  98. C. Meegoda, C.E. Bonner, G. Loutts, S. Stefanos, G.I. Miller, J. Luminesc. 81, 101 (1999)

    Article  Google Scholar 

  99. A. Schulte, S. Buchter, B.H.T. Chai, Proc. SPIE 2380, 34 (1995)

    Article  ADS  Google Scholar 

  100. M. Siebold, S. Klingebiel, C. Wandt, Z. Major, A. Popp, I. Ahmad, T.-J. Wang, J. Hein, F. Krausz, S. Karsch, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper MF3

  101. J. Liu, X. Mateos, V. Petrov, H. Zhang, J. Li, J. Wang, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2007), Baltimore, MD, USA, paper CFJ7

  102. J. Kong, D.Y. Tang, C.C. Chan, J. Lu, K. Ueda, H. Yagi, T. Yanagitani, Opt. Lett. 32, 247 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  103. C. Wirth, O. Schmidt, I. Tsybin, T. Schreiber, J. Limpert, R. Eberhardt, A. Tünnermann, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper WA6

  104. J. Kirchhof, S. Unger, A. Schwuchow, S. Grimm, V. Reichel, J. Non-Cryst. Solids 352, 2399 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  105. J. Kirchhof, S. Unger, A. Schwuchow, in ICMAT 2007 Symp. Microstructured and Nanostructured Optical Fibers, Singapore, 1–6 July 2007

  106. S. Unger, A. Schwuchow, S. Jetschke, V. Reichel, A. Scheffel, J. Kirchhof, in Photonics West 2008, San Jose, CA, USA, 19–24 January 2008

  107. J. Limpert, O. Schmidt, J. Rothhardt, F. Röser, T. Schreiber, A. Tünnermann, S. Ermeneux, P. Yvernault, F. Salin, Opt. Express 14, 2715 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  108. R. Peters, C. Kränkel, K. Petermann, G. Huber, Opt. Express 15, 7075 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  109. A. Giesen, H. Hügel, A. Voss, K. Wittig, U. Brauch, H. Opower, Appl. Phys. B 58, 365 (1994)

    ADS  Google Scholar 

  110. A. Giesen, U. Brauch, M. Karszewski, C. Stewen, A. Voss, in Laser’95, ed. by O. Waidelich (Springer, Berlin, 1996), pp. 342–352

    Google Scholar 

  111. L.D. Merkle, N. Ter-Gabrielyan, M. Dubinskii, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2007), Baltimore, MD, USA, paper CFJ6

  112. V. Peters, Dissertation, Universität Hamburg, Germany, 2001

  113. D. Garbuzov, I. Kudryashov, A. Kommissarov, Proc. SPIE 5594, 124 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  114. D.J. Lund, M.B. Landers, G.H. Bresnick, J.O. Powell, J.E. Chester, C. Carver, Invest. Ophthalmol. 463 (1970)

  115. J.A. Zuclich, D.A. Gagliano, F. Cheney, B.E. Struck, H. Zwick, P. Edsall, D.J. Lund, Proc. SPIE 2391, 112 (1995)

    Article  ADS  Google Scholar 

  116. U. Morgner, private communication

  117. S. Georgescu, O. Toma, Phys. Status Solidi C 2, 280 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  118. G. Albrecht, S. Sutton, V. George, W. Sooy, W. Krupke, Laser Part. Beams 16, 605 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  119. C.B. Dane, L. Flath, M. Rotter, S. Fochs, J. Brase, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2001), paper CPD9-1

  120. R.M. Yamamoto et al., in 25th Army Science Conf., Orlando, FL, USA, 27–30 November 2006, paper DO-01

  121. M. Eichhorn, S.T. Fredrich-Thornton, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2008), San Jose, CA, USA, paper CTuKK6

  122. M. Eichhorn, Appl. Opt. 47, 3129 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  123. K. Contag, Dissertation, Universität Stuttgart, Germany, 2002

  124. M. Eichhorn, Appl. Opt. 47, 1740 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  125. M. Eichhorn, First investigations on an Er3+:YAG SSHCL, Appl. Phys. B (submitted for publication)

  126. S.D. Setzler, K.J. Snell, T.M. Pollack, P.A. Budni, Y.E. Young, E.P. Chicklis, Opt. Lett. 28, 1787 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  127. Y.E. Young, S.D. Setzler, K.J. Snell, P.A. Budni, T.M. Pollack, E.P. Chicklis, Opt. Lett. 29, 1075 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  128. D. Garbuzov, I. Kudryashov, M. Dubinskii, Appl. Phys. Lett. 87, 121101 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  129. D.-W. Chen, T.S. Rose, S.M. Beck, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper WE46

  130. M. Eichhorn, High-power resonantly diode-pumped CW Er3+:YAG laser, Appl. Phys. B (submitted for publication)

  131. M. Eichhorn, Thermal lens effects in an Er3+:YAG laser with crystalline fiber geometry, Appl. Phys. B (submitted for publication)

  132. M. Dubinskii, N. Ter-Gabrielyan, M. Camargo, G.A. Newburgh, L.D. Merkle, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2007), Baltimore, MD, USA, paper CTuN1

  133. N. Ter-Gabrielyan, L.D. Merkle, G.A. Newburgh, M. Dubinskii, A. Ikesue, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper TuB4

  134. M. Fechner, A. Kahn, K. Petermann, H. Scheife, G. Huber, in CLEO/Europe 2007, paper CA8-5-WED

  135. H.L. Offerhaus, N.G. Broderick, D.J. Richardson, S. Sammut, J. Caplen, L. Dong, Opt. Lett. 23, 1683 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  136. J. Nilsson, S.-U. Alam, J.A. Alvarez-Chavez, P.W. Turner, W.A. Clarkson, A.B. Grudinin, IEEE J. Quantum Electron. 39, 987 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  137. D. Shen, J.K. Sahu, W.A. Clarkson, Opt. Express 13, 4916 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  138. B.M. Walsh, N.P. Barnes, B. Di Bartolo, J. Appl. Phys. 83, 2772 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  139. L.A. Pomeranz, P.A. Budni, M.L. Lemons, C.A. Miller, J.R. Mosto, T.M. Pollack, E.P. Chicklis, in Advanced Solid-State Lasers (OSA TOPS 26) (1999), pp. 458–462

  140. B.M. Walsh, N.P. Barnes, Appl. Phys. B 78, 325 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  141. M. Eichhorn, S.D. Jackson, Appl. Phys. B 90, 35 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  142. P.A. Budni, M.L. Lemons, J.R. Mosto, E.P. Chicklis, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 629 (2000)

    Article  Google Scholar 

  143. A. Dergachev, K. Wall, P.F. Moulton, in Advanced Solid-State Lasers (OSA TOPS 68), ed. by M.E. Fermann, L.R. Marshall (2001), pp. 343–246

  144. S. So, J.I. Mackenzie, D.P. Shepherd, W.A. Clarkson, J.G. Betterton, E.K. Gorton, Appl. Phys. B 84, 389 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  145. S. So, J.I. Mackenzie, D.P. Shepherd, W.A. Clarkson, J.G. Betterton, E.K. Gorton, J.A.C. Terry, Opt. Express 14, 10481 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  146. M. Schellhorn, Appl. Phys. B 91, 71 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  147. M. Schellhorn, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper WE33

  148. G. Frith, D.G. Lancaster, S.D. Jackson, Electron. Lett. 41(12) (2005)

  149. G. Frith, D.G. Lancaster, S.D. Jackson, Proc. SPIE 5620, 36 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  150. W.A. Clarkson, N.P. Barnes, P.W. Turner, J. Nilsson, D.C. Hanna, Opt. Lett. 27, 1989 (2002)

    Article  ADS  Google Scholar 

  151. T. McComb, V. Sudesh, M. Richardson, Opt. Lett. 33, 881 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  152. S.D. Jackson, F. Bugge, G. Ebert, Opt. Lett. 32, 2873 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  153. J. Wu, Z. Yao, J. Zong, S. Jiang, Opt. Lett. 32, 638 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  154. E. Slobodtchikov, P.F. Moulton, G. Frith, in Advanced Solid-State Photonics 2007, postdeadline paper MF2

  155. D. Gapontsev, N. Platonov, M. Meleshkevich, Drozhzhin, V. Sergeev, in CLEO/Europe 2007, Tech. Dig., paper CP2-3-THU

  156. A. Diening, Dissertation, Universität Hamburg, Germany, 1999

  157. M. Monerie, Y. Durteste, P. Lamouler, Electron. Lett. 21, 723 (1985)

    Article  ADS  Google Scholar 

  158. K.S. Lai, W.J. Xie, P.B. Phua, R.F. Wu, Y.L. Lim, E. Lau, A. Chng, in Advanced Solid-State Lasers (OSA TOPS 50), ed. by C. Marshall (2001), pp. 603–607

  159. J.I. Mackenzie, S.C. Mitchell, R.J. Beach, H.E. Meissner, D. Shepherd, Electron. Lett. 37, 898 (2001)

    Article  Google Scholar 

  160. A.C. Sullivan, G.J. Wagner, D. Gwin, R.C. Stoneman, A.I.R. Malm, in OSA TOPS, Advanced Solid-State Photonics 2004, Santa Fe, NM, USA, paper WA7

  161. J.K. Jabczyński, L. Gorajek, W. Zendzian, J. Kwiatkowski, H. Jelinkova, J. Sulc, M. Nemec, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper WE44

  162. M. Eichhorn, A. Hirth, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2008), San Jose, CA, USA, paper CTuII3

  163. M. Eichhorn, Opt. Lett. 32, 1056 (2007)

    Article  ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  164. M. Eichhorn, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2007), Baltimore, MD, USA, paper CTuN7

  165. M. Eichhorn, S.D. Jackson, Opt. Lett. 32, 2780 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  166. M. Eichhorn, S.D. Jackson, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2008), San Jose, CA, USA, paper CFD7

  167. M. Eichhorn, N. Schulz, B. Rösener, M. Rattunde, C. Manz, K. Köhler, J. Wagner, in MIOMD-IX, Freiburg, Germany, 2008, paper P-12

  168. M. Eichhorn, S.D. Jackson, Opt. Lett. 33, 1044 (2008)

    Article  ADS  Google Scholar 

  169. M. Eichhorn, in OPTRO 2005 Symp., Ministère de la Recherche, Paris, France, 9–12 May 2005

  170. M. Eichhorn, in Journées scientifiques de l’ONERA: lasers et amplificateurs à fibre optique de puissance: fondements et applications, ONERA, Châtillon, France, 27–28 June 2005

  171. M. Eichhorn, Opt. Lett. 30, 456 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  172. M. Eichhorn, Opt. Lett. 30, 3329 (2005)

    Article  ADS  Google Scholar 

  173. M. Eichhorn, Virtual J. Ultrafast Sci. 5(1) (2006)

  174. F.K. Kneubühl, M.W. Sigrist, Laser (Teubner, Stuttgart, 1999)

    Google Scholar 

  175. S.D. Jackson, S. Mossman, Appl. Opt. 42, 2702 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  176. D. Gruppi, A. Hirth, M. Eichhorn, P. Pfeiffer, in Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG 2007), Grenoble, France, 2–5 July 2007

  177. D. Gruppi, A. Hirth, M. Eichhorn, P. Pfeiffer, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2008), San Jose, CA, USA, paper CFL6

  178. D. Gruppi, M. Eichhorn, A. Hirth, P. Pfeiffer, IEEE J. Quantum Electron. (submitted for publication)

  179. D. Gruppi, M. Eichhorn, A. Hirth, P. Pfeiffer, in Europhoton Conf. 2008, Paris, France, paper THp.5

  180. J.B. Gruber, M.E. Hills, M.D. Seltzer, C.A. Morrison, G.A. Turner, in IQEC 90, 22 May 1990, paper QTuH4

  181. A.A. Kaminskii, S.E. Sarkisov, F. Below, H.J. Eichler, Opt. Quantum Electron. 22, 95 (1990)

    Article  Google Scholar 

  182. C. Kieleck, A. Hirth, M. Eichhorn, in Horizons de l’Optique, Chambéry, France, 8 November 2005

  183. E. Lippert, S. Nicolas, G. Arisholm, K. Stenersen, G. Rustad, Appl. Opt. 45, 3839 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  184. K. Scholle, P. Fuhrberg, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2008), San Jose, CA, USA, paper CTuAA1

  185. A. Dergachev, D. Armstrong, A. Smith, T. Drake, M. Dubois, Opt. Express 15, 14404 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  186. R.A. Hayward, W.A. Clarkson, D.C. Hanna, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2000), Nice, France, paper 1964

  187. M. Schellhorn, A. Hirth, C. Kieleck, Opt. Lett. 28, 1933 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  188. C. Bollig, R.A. Hayward, W.A. Clarkson, D.C. Hanna, Opt. Lett. 23, 1757 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  189. S.D. Jackson, Electron. Lett. 37(13), 821 (2001)

    Article  Google Scholar 

  190. S.D. Jackson, A. Sabella, A. Hemming, S. Bennetts, D.G. Lancester, Opt. Lett. 32, 241 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  191. S.D. Jackson, Appl. Phys. B 76, 793 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  192. S.D. Jackson, F. Bugge, G. Ebert, Opt. Lett. 32, 2496 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  193. M. Schellhorn, Appl. Phys. B 85, 549 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  194. S.D. Jackson, IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 1885 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  195. P.A. Budni, L.A. Pomeranz, M.L. Lemons, C.A. Miller, J.R. Mosto, E.P. Chicklis, J. Opt. Soc. Am. B 17, 723 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  196. M. Eichhorn, A. Hirth, C. Kieleck, M. Schellhorn, in Journées scientifiques de l’ONERA: sources paramétriques pour l’infrarouge, ONERA, Paris, France, 5–6 February 2007

  197. C. Kieleck, M. Eichhorn, A. Hirth, P 46, Coloq’10, in Optique Grenoble 2007, 2–5 July 2007, pp. 172–173

  198. C. Kieleck, M. Eichhorn, A. Hirth, Ann. Phys. Fr. 32 (2–3), 79 (2007)

    Article  Google Scholar 

  199. M. Schellhorn, M. Eichhorn, C. Kieleck, A. Hirth, C. R. Phys. 8, 10 (2007)

    Google Scholar 

  200. C. Kieleck, M. Eichhorn, A. Hirth, D. Faye, E. Lallier, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2008), San Jose, CA, USA, paper CTuII1

  201. C. Kieleck, M. Eichhorn, A. Hirth, D. Faye, E. Lallier, in Europhoton Conf. 2008, Paris, France, paper WEoD. 3

  202. H.P. Christensen, H.P. Jenssen, D.R. Gabbe, BaY2F8 as a host for LN ions, unpublished

  203. J. Rubin, A. Brenier, R. Moncorgé, C. Pedrini, J. Luminesc. 36, 39 (1986)

    Article  Google Scholar 

  204. D.S. Knowles, H.P. Jenssen, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1197 (1992)

    Article  ADS  Google Scholar 

  205. M. Tikerpea, S.D. Jackson, T.A. King, J. Mod. Opt. 45, 1269 (1998)

    ADS  Google Scholar 

  206. S.A. Pollack, D.B. Chang, M. Birnbaum, M. Kokta, Proc. SPIE 1410, 156 (1991)

    Article  ADS  Google Scholar 

  207. S.A. Pollack, D.B. Chang, Opt. Quantum Electron. 22, S75 (1990)

    Article  Google Scholar 

  208. C. Ziolek, H. Ernst, G.F. Will, H. Lubatschowski, H. Welling, W. Ertmer, Opt. Lett. 26, 599 (2001)

    Article  ADS  Google Scholar 

  209. B.J. Dienerman, P.F. Moulton, Opt. Lett. 19, 1143 (1994)

    ADS  Google Scholar 

  210. T. Jensen, A. Diening, G. Huber, B.H.T. Chai, Opt. Lett. 21, 585 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  211. A.Y. Dergachev, J.H. Flint, P.F. Moulton, in Conf. Lasers and Electro-Optics (CLEO 2000), San Francisco, CA, USA, 8–12 May 2000

  212. A. Dergachev, P. Moulton, in Advanced Solid-State Photonics 2003, San Antonio, TX, USA, paper MA2

  213. H.J. Eichler, B. Liu, J. Findeisen, A.A. Kaminskii, A.V. Butachin, P. Peuser, in Advanced Solid-State Lasers (OSA TOPS 10), ed. by C.R. Pollock, W.R. Bosenberg (1997), p. 222

  214. M. Pollnau, W. Lüthy, H.P. Weber, T. Jensen, G. Huber, A. Cassanho, H.P. Jenssen, R.A. McFarlane, Opt. Lett. 21, 48 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

  215. W.S. Rabinovich, S.R. Bowman, B.J. Feldman, M.J. Winings, IEEE J. Quantum Electron. 27, 895 (1991)

    Article  ADS  Google Scholar 

  216. X. Zhu, R. Jain, Opt. Lett. 32, 26 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  217. M. Pollnau, Ch. Ghisler, G. Bunea, M. Bunea, W. Lüthi, H.P. Weber, Appl. Phys. Lett. 66, 3564 (1995)

    Article  ADS  Google Scholar 

  218. B. Srinivasan, J. Tafoya, R.K. Jain, Opt. Express 4, 490 (1999)

    Article  ADS  Google Scholar 

  219. X. Zhu, R. Jain, Opt. Lett. 32, 2381 (2007)

    Article  ADS  Google Scholar 

  220. S.D. Jackson, T.A. King, M. Pollnau, Opt. Lett. 16, 1133 (1999)

    Article  ADS  Google Scholar 

  221. S.D. Jackson, Opt. Lett. 29, 334 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  222. B. Schmaul, G. Huber, R. Clausen, B. Chai, P. LiKamWa, M. Bass, Appl. Phys. Lett. 62, 541 (1993)

    Article  ADS  Google Scholar 

  223. A.M. Tabirian, H.P. Jenssen, A. Cassanho, in Advanced Solid-State Lasers (OSA TOPS 50), ed. by C. Marshall (2001), p. 170

  224. A.M. Tabirian, in SPIE Defense + Security 2008, Orlando, FL, USA, paper 6951-22

  225. A.M. Tabirian, Ph.D. thesis, University of Central Florida, USA, 2000

  226. R. Stutz, H. Miller, K. Dinndorf, A. Cassanho, H.P. Jenssen, Proc. SPIE 5332, 111 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  227. J. Schneider, Electron. Lett. 31, 1250 (1995)

    Article  Google Scholar 

  228. J. Schneider, C. Carbonnier, U.B. Unrau, Appl. Opt. 36, 8595 (1997)

    Article  ADS  Google Scholar 

  229. R.S. Quimby, N.J. Condon, S.P. O’Connor, S. Biswal, S.R. Bowman, Opt. Mater. 22, 311 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  230. L. Isaenko, A. Yelisseyev, A. Tkachuk, S. Ivanova, in Mid-Infrared Coherent Sources and Applications, ed. by M. Ebrahim-Zadeh, I.T. Sorokina (Springer, Netherlands, 2007)

  231. U. Hömmerich, E. Brown, P. Amedzake, S.B. Trivedi, J.M. Zavada, J. Appl. Phys. 100, 113507 (2006)

    Article  ADS  Google Scholar 

  232. N.W. Jenkins, S.R. Bowman, S. O’Connor, S.K. Searles, J. Ganem, Opt. Mater. 22, 311 (2003)

    Article  ADS  Google Scholar 

  233. M. Velázquez, A. Ferrier, V. Ménard, R. Moncorgé, in Advanced Solid-State Photonics 2008, Nara, Japan, paper WE17

  234. R. Moncorgé, private communication

  235. S.R. Bowman, S.K. Searles, N.W. Jenkins, S.B. Qadri, E.F. Skelton, J. Ganem, in Advanced Solid-State Lasers (OSA TOPS 50), ed. by C. Marshall (2001), p. 154

  236. S.R. Bowman, N.J. Condon, S. O’Connor, in 15th Int. Conf. Crystal Growth, Salt Lake City, UT, USA, 12–17 August 2007

  237. S.R. Bowman, L.B. Shaw, B.J. Feldman, J. Ganem, IEEE J. Quantum Electron. 32, 646 (1996)

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. French–German Research Institute of Saint-Louis (ISL), 5 rue du Général Cassagnou, BP 70034, 68301, Saint Louis Cedex, France

    M. Eichhorn

Authors
  1. M. Eichhorn
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to M. Eichhorn.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Eichhorn, M. Quasi-three-level solid-state lasers in the near and mid infrared based on trivalent rare earth ions. Appl. Phys. B 93, 269–316 (2008). https://doi.org/10.1007/s00340-008-3214-0

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00340-008-3214-0

PACS

Search

Navigation