We report the observation of stimulated Brillouin scattering and lasing at 1550 nm in barium fluoride (BaF2) crystal. Brillouin lasing was achieved with ultra-high quality (Q) factor monolithic whispering gallery mode mm-size disk resonators. Overmoded resonators were specifically used to provide cavity resonances for both the pump and all Brillouin Stokes waves. Single and multiple Brillouin Stokes radiations with frequency shift ranging from 8.2 GHz up to 49 GHz have been generated through cascaded Brillouin lasing. BaF2 resonator-based Brillouin lasing can find potential applications for high-coherence lasers and microwave photonics.

1.
E.
Ippen
and
R.
Stolen
,
Appl. Phys. Lett.
21
,
539
(
1972
).
2.
3.
A.
Kobyakov
,
M.
Sauer
, and
D.
Chowdhury
,
Adv. Opt. Photonics
2
,
1
(
2010
).
4.
P.
Dainese
,
P. S. J.
Russell
,
N.
Joly
,
J.
Knight
,
G.
Wiederhecker
,
H. L.
Fragnito
,
V.
Laude
, and
A.
Khelif
,
Nat. Phys.
2
,
388
(
2006
).
5.
J. C.
Beugnot
,
T.
Sylvestre
,
D.
Alasia
,
H.
Maillotte
,
V.
Laude
,
A.
Monteville
,
L.
Provino
,
N.
Traynor
,
S. F.
Mafang
, and
L.
Thévenaz
,
Opt. Express
15
,
15517
(
2007
).
6.
R.
Pant
,
C. G.
Poulton
,
D.-Y.
Choi
,
H.
Mcfarlane
,
S.
Hile
,
E.
Li
,
L.
Thevenaz
,
B.
Luther-Davies
,
S. J.
Madden
, and
B. J.
Eggleton
,
Opt. Express
19
,
8285
(
2011
).
7.
B. J.
Eggleton
,
C. G.
Poulton
, and
R.
Pant
,
Adv. Opt. Photonics
5
,
536
(
2013
).
8.
T. F.
Büttner
,
I. V.
Kabakova
,
D. D.
Hudson
,
R.
Pant
,
C. G.
Poulton
,
A. C.
Judge
, and
B. J.
Eggleton
,
Sci. Rep.
4
,
5032
(
2014
).
9.
P. T.
Rakich
,
C.
Reinke
,
R.
Camacho
,
P.
Davids
, and
Z.
Wang
,
Phys. Rev. X
2
,
011008
(
2012
).
10.
H.
Shin
,
W.
Qiu
,
R.
Jarecki
,
J. A.
Cox
,
R. H.
Olsson
,
A.
Starbuck
,
Z.
Wang
, and
P. T.
Rakich
,
Nat. Commun.
4
,
1944
(
2013
).
11.
S. P.
Smith
,
F.
Zarinetchi
, and
S.
Ezekiel
,
Opt. Lett.
16
,
393
(
1991
).
12.
Z.
Ou
,
X.
Bao
,
Y.
Li
,
B.
Saxena
, and
L.
Chen
,
IEEE Photonics Technol. Lett.
26
,
2058
(
2014
).
13.
K. J.
Vahala
,
Nature
424
,
839
846
(
2003
).
14.
G.
Lin
,
J.
Fürst
,
D. V.
Strekalov
,
I. S.
Grudinin
, and
N.
Yu
,
Opt. Express
20
,
21372
21378
(
2012
).
15.
G.
Lin
,
J. U.
Fürst
,
D. V.
Strekalov
, and
N.
Yu
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
181107
(
2013
).
16.
C.
Wang
,
T.
Herr
,
P.
DelHaye
,
A.
Schliesser
,
J.
Hofer
,
R.
Holzwarth
,
T.
Hänsch
,
N.
Picqué
, and
T.
Kippenberg
,
Nat. Commun.
4
,
1345
(
2013
).
17.
I. S.
Grudinin
,
A. B.
Matsko
, and
L.
Maleki
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
043902
(
2009
).
18.
H.
Lee
,
T.
Chen
,
J.
Li
,
K.
Yang
,
S.
Jeon
,
O.
Painter
, and
K. J.
Vahala
,
Nat. Photonics
6
,
369
373
(
2012
).
19.
J.
Li
,
H.
Lee
, and
K. J.
Vahala
,
Nat. Commun.
4
,
2097
(
2013
).
20.
M.
Tomes
and
T.
Carmon
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
113601
(
2009
).
21.
G.
Bahl
,
J.
Zehnpfennig
,
M.
Tomes
, and
T.
Carmon
,
Nat. Commun.
2
,
403
(
2011
).
22.
A. A.
Savchenkov
,
A. B.
Matsko
,
V. S.
Ilchenko
,
D.
Seidel
, and
L.
Maleki
,
Opt. Lett.
36
,
3338
3340
(
2011
).
23.
G.
Lin
,
S.
Diallo
,
R.
Henriet
,
M.
Jacquot
, and
Y. K.
Chembo
,
Opt. Lett.
39
,
6009
(
2014
).
24.
V. S.
Ilchenko
,
A. A.
Savchenkov
,
A. B.
Matsko
, and
L.
Maleki
,
Phys. Rev. Lett.
92
,
043903
(
2004
).
25.
R. W.
Boyd
,
Nonlinear Optics
(
Academic Press
,
2003
).
26.
M. J.
Weber
,
Handbook of Optical Materials
(
CRC Press
,
2002
), Vol. 19.
27.
T.
Sonehara
,
Y.
Konno
,
H.
Kaminaga
,
S.
Saikan
, and
S.
Ohno
,
J. Opt. Soc. Am. B
24
,
1193
1198
(
2007
).
28.
G.
Lin
,
B.
Qian
,
F.
Oručević
,
Y.
Candela
,
J.-B.
Jager
,
Z.
Cai
,
V.
Lefèvre-Seguin
, and
J.
Hare
,
Opt. Lett.
35
,
583
585
(
2010
).
29.
D. S.
Weiss
,
V.
Sandoghdar
,
J.
Hare
,
V.
Lefèvre-Seguin
,
J.-M.
Raimond
, and
S.
Haroche
,
Opt. Lett.
20
,
1835
1837
(
1995
).
30.
M. L.
Gorodetsky
,
A. D.
Pryamikov
, and
V. S.
Ilchenko
,
J. Opt. Soc. Am. B
17
,
1051
1057
(
2000
).
31.
S.
Spillane
,
T.
Kippenberg
, and
K.
Vahala
,
Nature
415
,
621
623
(
2002
).
32.
G.
Lin
,
Y.
Candela
,
O.
Tillement
,
Z.
Cai
,
V.
Lefèvre-Seguin
, and
J.
Hare
,
Opt. Lett.
37
,
5193
5195
(
2012
).
You do not currently have access to this content.