Abstract

We propose a new mechanism/scheme to explain the ultrafast population inversion of molecular ions which takes place in a time scale comparable to the femtosecond laser pulse. The nonlinear pumping process including the pump photons and the self-generated harmonic photons of the pump laser would be responsible for building up population inversion to realize remote molecule lasers in femtosecond laser filaments in gases. It is shown that the remote laser emissions in molecular ions of gases may be a universal process in the femtosecond laser filament.

© 2013 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Dogariu, J.B. Michael, M. O. Scully, and R. B. Miles, Science 331, 442 (2011).
  2. V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).
  3. M. N. Shneider, A. Baltuska, and A. M. Zheltikov, J. Appl. Phys. 110, 083112 (2011).
  4. P. R. Hemmer, R. B. Miles, P. Polynkin, T. Siebert, A. V. Sokolov, P. Sprangle, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 108, 3130 (2011).
  5. J. Penano, P. Sprangle, B. Hafizi, D. Gordon, R. Fernsler, and M. Scully, J. Appl. Phys. 111, 033105 (2012).
  6. L. Q. Yuan, K. E. Dorfman, A. M. Zheltikov, and M. O. Scully, Opt. Lett. 37, 987 (2012).
  7. Q. Luo, W. Liu, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 337 (2003).
  8. J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).
  9. D. Kartashov, S. Alisauskas, A. Pugzlys, A. Baltuska, M. Shneider, and A. Zheltikov, Research in Optical Sciences, OSA Technical Digest, HW3C.2 (2012).
  10. A. Becker, A. D. Bandrauk, and S. L. Chin, Chem. Phys. Lett. 343, 345 (2001).
  11. W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

2012 (3)

J. Penano, P. Sprangle, B. Hafizi, D. Gordon, R. Fernsler, and M. Scully, J. Appl. Phys. 111, 033105 (2012).

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

L. Q. Yuan, K. E. Dorfman, A. M. Zheltikov, and M. O. Scully, Opt. Lett. 37, 987 (2012).

2011 (4)

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

A. Dogariu, J.B. Michael, M. O. Scully, and R. B. Miles, Science 331, 442 (2011).

M. N. Shneider, A. Baltuska, and A. M. Zheltikov, J. Appl. Phys. 110, 083112 (2011).

P. R. Hemmer, R. B. Miles, P. Polynkin, T. Siebert, A. V. Sokolov, P. Sprangle, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 108, 3130 (2011).

2005 (1)

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

2003 (1)

Q. Luo, W. Liu, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 337 (2003).

2001 (1)

A. Becker, A. D. Bandrauk, and S. L. Chin, Chem. Phys. Lett. 343, 345 (2001).

Baltuska, A.

M. N. Shneider, A. Baltuska, and A. M. Zheltikov, J. Appl. Phys. 110, 083112 (2011).

Bandrauk, A. D.

A. Becker, A. D. Bandrauk, and S. L. Chin, Chem. Phys. Lett. 343, 345 (2001).

Becker, A.

A. Becker, A. D. Bandrauk, and S. L. Chin, Chem. Phys. Lett. 343, 345 (2001).

Cameron, S.

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

Cheng, Y.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Chin, S. L.

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Q. Luo, W. Liu, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 337 (2003).

A. Becker, A. D. Bandrauk, and S. L. Chin, Chem. Phys. Lett. 343, 345 (2001).

Chu, W.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Dogariu, A.

A. Dogariu, J.B. Michael, M. O. Scully, and R. B. Miles, Science 331, 442 (2011).

Dorfman, K. E.

Fernsler, R.

J. Penano, P. Sprangle, B. Hafizi, D. Gordon, R. Fernsler, and M. Scully, J. Appl. Phys. 111, 033105 (2012).

Gordon, D.

J. Penano, P. Sprangle, B. Hafizi, D. Gordon, R. Fernsler, and M. Scully, J. Appl. Phys. 111, 033105 (2012).

Hafizi, B.

J. Penano, P. Sprangle, B. Hafizi, D. Gordon, R. Fernsler, and M. Scully, J. Appl. Phys. 111, 033105 (2012).

He, F.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

Hemmer, P. R.

P. R. Hemmer, R. B. Miles, P. Polynkin, T. Siebert, A. V. Sokolov, P. Sprangle, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 108, 3130 (2011).

Jing, C.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

Kocharovsky, V.

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

Lehmann, K.

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

Li, G.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Liu, W.

Q. Luo, W. Liu, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 337 (2003).

Lucht, R.

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

Luo, Q.

Q. Luo, W. Liu, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 337 (2003).

Michael, J.B.

A. Dogariu, J.B. Michael, M. O. Scully, and R. B. Miles, Science 331, 442 (2011).

Miles, R.

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

Miles, R. B.

A. Dogariu, J.B. Michael, M. O. Scully, and R. B. Miles, Science 331, 442 (2011).

P. R. Hemmer, R. B. Miles, P. Polynkin, T. Siebert, A. V. Sokolov, P. Sprangle, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 108, 3130 (2011).

Ni, J.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Penano, J.

J. Penano, P. Sprangle, B. Hafizi, D. Gordon, R. Fernsler, and M. Scully, J. Appl. Phys. 111, 033105 (2012).

Polynkin, P.

P. R. Hemmer, R. B. Miles, P. Polynkin, T. Siebert, A. V. Sokolov, P. Sprangle, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 108, 3130 (2011).

Rostovtsev, Y.

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

Scully, M.

J. Penano, P. Sprangle, B. Hafizi, D. Gordon, R. Fernsler, and M. Scully, J. Appl. Phys. 111, 033105 (2012).

Scully, M. O.

L. Q. Yuan, K. E. Dorfman, A. M. Zheltikov, and M. O. Scully, Opt. Lett. 37, 987 (2012).

A. Dogariu, J.B. Michael, M. O. Scully, and R. B. Miles, Science 331, 442 (2011).

P. R. Hemmer, R. B. Miles, P. Polynkin, T. Siebert, A. V. Sokolov, P. Sprangle, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 108, 3130 (2011).

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

Shneider, M. N.

M. N. Shneider, A. Baltuska, and A. M. Zheltikov, J. Appl. Phys. 110, 083112 (2011).

Siebert, T.

P. R. Hemmer, R. B. Miles, P. Polynkin, T. Siebert, A. V. Sokolov, P. Sprangle, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 108, 3130 (2011).

Sokolov, A. V.

P. R. Hemmer, R. B. Miles, P. Polynkin, T. Siebert, A. V. Sokolov, P. Sprangle, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 108, 3130 (2011).

Sprangle, P.

J. Penano, P. Sprangle, B. Hafizi, D. Gordon, R. Fernsler, and M. Scully, J. Appl. Phys. 111, 033105 (2012).

P. R. Hemmer, R. B. Miles, P. Polynkin, T. Siebert, A. V. Sokolov, P. Sprangle, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 108, 3130 (2011).

Warren, W.

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

Welch, G. R.

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

Xu, H. L.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Xu, Z. Z.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Yao, J.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Yuan, L. Q.

Zeng, B.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Zhang, H.

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Zheltikov, A. M.

L. Q. Yuan, K. E. Dorfman, A. M. Zheltikov, and M. O. Scully, Opt. Lett. 37, 987 (2012).

M. N. Shneider, A. Baltuska, and A. M. Zheltikov, J. Appl. Phys. 110, 083112 (2011).

Appl. Phys. B (1)

Q. Luo, W. Liu, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 337 (2003).

Chem. Phys. Lett. (1)

A. Becker, A. D. Bandrauk, and S. L. Chin, Chem. Phys. Lett. 343, 345 (2001).

EPL (1)

W. Chu, B. Zeng, J. Yao, H. L. Xu, J. Ni, G. Li, H. Zhang, F. He, C. Jing, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, EPL 97, 64004 (2012).

J. Appl. Phys. (2)

M. N. Shneider, A. Baltuska, and A. M. Zheltikov, J. Appl. Phys. 110, 083112 (2011).

J. Penano, P. Sprangle, B. Hafizi, D. Gordon, R. Fernsler, and M. Scully, J. Appl. Phys. 111, 033105 (2012).

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. A (1)

J. Yao, B. Zeng, H. L. Xu, G. Li, W. Chu, J. Ni, H. Zhang, S. L. Chin, Y. Cheng, and Z. Z. Xu, Phys. Rev. A 84, 051802(R) (2011).

Proc. Natl. Acad. Sci. (2)

P. R. Hemmer, R. B. Miles, P. Polynkin, T. Siebert, A. V. Sokolov, P. Sprangle, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 108, 3130 (2011).

V. Kocharovsky, S. Cameron, K. Lehmann, R. Lucht, R. Miles, Y. Rostovtsev, W. Warren, G. R. Welch, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 7806 (2005).

Science (1)

A. Dogariu, J.B. Michael, M. O. Scully, and R. B. Miles, Science 331, 442 (2011).

Other (1)

D. Kartashov, S. Alisauskas, A. Pugzlys, A. Baltuska, M. Shneider, and A. Zheltikov, Research in Optical Sciences, OSA Technical Digest, HW3C.2 (2012).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.