Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 1629-1638 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:0198700220120162900

Investigation of controlled ultrashort pulse dye laser for femtosecond nonlinear spectroscopy

Y. Ishida et T. Yajima

Institute for Solid State Physics, University of Tokyo, Roppongi, Minato-ku, Tokyo 106, Japan

Abstract
Characteristics of a simple but practical ultrashort pulse laser system for transient nonlinear spectroscopy around and below 100 fs are described. The system is based on a hybridly mode-locked, cavitydumped cw dye laser, with high stability, broad tunability and specific phase properties, producing both clean transform-limited and chirped pulses. The laser system is applied to demonstrate the feasibility of using chirped pulses in high time-resolution measurement of relaxation times in condensed matter by means of degenerate transient four-wave mixing.

Résumé
Les caractéristiques d'un système simple et pratique à impulsions laser pour la spectroscopie non linéaire transitoire vers 100 fs et en dessous sont décrites. Le système est basé sur un laser à colorant continu, à blocage en phase des modes hybride, avec une cavité à extraction d'impulsions, à haute stabilité, à grande accordabilité et à propriétés de phase spécifiques, produisant aussi bien des impulsions nettes limitées par transformée de Fourier que des impulsions en « couic » (à fréquence instantanée variable, « chirped »). Le système laser est utilisé pour démontrer la faisabilité d'employer des impulsions en « couic » à la mesure à haute résolution temporelle des durées de relaxation en milieu condensé par mélange transitoire à quatre ondes dégénérées.

PACS
0660J - High speed techniques microsecond or shorter.
0765 - Optical spectroscopy and spectrometers.
4255M - Lasing action in liquids and organic dyes.
4260K - Laser beam applications.
4280W - Ultrafast optical techniques.
4320E - Liquid lasers and organic dye lasers.
4360 - Laser applications.

Key words
dye lasers -- laser mode locking -- laser tuning -- measurement by laser beam -- spectroscopy -- hybridly mode locked laser -- cavity dumped CW laser -- transform limited pulses -- controlled ultrashort pulse dye laser -- femtosecond nonlinear spectroscopy -- chirped pulses -- high time resolution measurement -- relaxation times -- degenerate transient four wave mixing -- 100 fs