Abstract

Simple analytic expressions are derived that describe the propagation of a Gaussian high-power laser pulse subject to ionization defocusing in a gas. The analysis is based on the paraxial-ray equation and the Coulomb-barrier model for optical field ionization. Good agreement with recent experimental data is obtained without an adjustable parameter. Experimental observations relevant to high-power pulse propagation follow naturally from the theory.

© 1994 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. Maine, D. Strickland, P. Bado, M. Pessot, and G. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. 24, 398 (1988).
    [Crossref]
  2. J. D. Kmetec, J. J. Macklin, and J. F. Young, Opt. Lett. 16, 1001 (1991).
    [Crossref] [PubMed]
  3. A. Sullivan, H. Hamster, H. C. Kapteyn, S. Gordon, W. White, H. Nathel, R. J. Blair, and R. W. Falcone, Opt. Lett. 16, 1406 (1991).
    [Crossref] [PubMed]
  4. G. Mourou and D. Umstadter, Phys. Fluids B 4, 2315 (1992).
    [Crossref]
  5. M. D. Perry, A. Szoke, O. L. Landen, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 60, 1270 (1988).
    [Crossref] [PubMed]
  6. P. H. Y. Lee, D. E. Casperson, and G. T. Schappert, Phys. Rev. A 40, 1363 (1989).
    [Crossref] [PubMed]
  7. S. Augst, D. Strickland, D. D. Meyerhofer, S. L. Chin, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 63, 2212 (1989).
    [Crossref] [PubMed]
  8. S. Augst, D. D. Meyerhofer, D. Strickland, and S. L. Chin, J. Opt. Soc. Am. B 8, 858 (1991).
    [Crossref]
  9. W. P. Leemans, C. E. Clayton, W. B. Mori, K. A. Marsh, P. K. Kaw, A. Dyson, and C. Joshi, Phys. Rev. A 46, 1091 (1992).
    [Crossref] [PubMed]
  10. A. L’Huiller, L. A. Lompré, M. Ferray, X. F. Li, G. Mainfray, and C. Manus, Europhys. Lett. 5, 601 (1988).
    [Crossref]
  11. J. K. Crane, M. D. Perry, S. Herman, and R. W. Falcone, Opt. Lett. 17, 1256 (1992).
    [Crossref] [PubMed]
  12. J. J. Macklin, J. D. Kmetec, and C. L. Gordon, Phys. Rev. Lett. 70, 766 (1993).
    [Crossref] [PubMed]
  13. A. L’Huiller and Ph. Balcou, Phys. Rev. Lett. 70, 774 (1993).
    [Crossref]
  14. N. H. Burnett and P. B. Corkum, J. Opt. Soc. Am. B 6, 1195 (1989).
    [Crossref]
  15. N. H. Burnett and G. D. Enright, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1797 (1990).
    [Crossref]
  16. P. Amendt, D. C. Eder, and S. C. Wilks, Phys. Rev. Lett. 66, 2589 (1991).
    [Crossref] [PubMed]
  17. B. M. Penetrante and J. N. Bardsley, Phys. Rev. A 43, 3100 (1991).
    [Crossref] [PubMed]
  18. D. C. Eder, P. Amendt, and S. C. Wilks, Phys. Rev. A 45, 6761 (1992).
    [Crossref] [PubMed]
  19. Y. Nagata, K. Midorikawa, S. Kubodera, M. Obara, H. Tashiro, and K. Toyoda, Phys. Rev. Lett. 71, 3774 (1993).
    [Crossref] [PubMed]
  20. A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
    [Crossref] [PubMed]
  21. P. E. Young, H. A. Baldis, R. P. Drake, E. M. Campbell, and K. G. Estabrook, Phys. Rev. Lett. 61, 2336 (1988).
    [Crossref] [PubMed]
  22. J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
    [Crossref]
  23. Y. M. Li, J. N. Broughton, R. Fedosejevs, and T. Tomie, Opt. Commun. 93, 366 (1992).
    [Crossref]
  24. C. G. Durfee and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 71, 2409 (1993).
    [Crossref] [PubMed]
  25. P. Monot, T. Auguste, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1579 (1992).
    [Crossref]
  26. R. W. Falcone, in X-Ray Lasers 1992, E. Fill, ed. (IOP, Bristol, UK, 1992), p. 213.
  27. T. Uchida, M. Furukawa, I. Kitano, K. Koizumi, and H. Matsumura, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 606 (1970).
    [Crossref]
  28. L. W. Casperson and A. Yariv, Appl. Opt. 11, 462 (1972).
    [Crossref] [PubMed]
  29. E. E. Fill, Opt. Commun. 67, 441 (1988).
    [Crossref]
  30. R. A. London, M. Strauss, and M. D. Rosen, Phys. Rev. Lett. 65, 563 (1990).
    [Crossref] [PubMed]
  31. P. K. Tien, J. P. Gordon, and J. R. Whinnery, Proc. IEEE 53, 129 (1965).
    [Crossref]
  32. H. Kogelnik, Appl. Opt. 4, 1562 (1965).
    [Crossref]
  33. L. V. Keldysh, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 47, 2964 (1945).
  34. H. Kogelnik and T. Li, Appl. Opt. 5, 1550 (1966).
    [Crossref] [PubMed]
  35. T. W. Johnston and J. M. Dawson, Phys. Fluids 16, 722 (1973).
    [Crossref]

1993 (5)

J. J. Macklin, J. D. Kmetec, and C. L. Gordon, Phys. Rev. Lett. 70, 766 (1993).
[Crossref] [PubMed]

A. L’Huiller and Ph. Balcou, Phys. Rev. Lett. 70, 774 (1993).
[Crossref]

Y. Nagata, K. Midorikawa, S. Kubodera, M. Obara, H. Tashiro, and K. Toyoda, Phys. Rev. Lett. 71, 3774 (1993).
[Crossref] [PubMed]

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

C. G. Durfee and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 71, 2409 (1993).
[Crossref] [PubMed]

1992 (7)

P. Monot, T. Auguste, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1579 (1992).
[Crossref]

D. C. Eder, P. Amendt, and S. C. Wilks, Phys. Rev. A 45, 6761 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Y. M. Li, J. N. Broughton, R. Fedosejevs, and T. Tomie, Opt. Commun. 93, 366 (1992).
[Crossref]

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

W. P. Leemans, C. E. Clayton, W. B. Mori, K. A. Marsh, P. K. Kaw, A. Dyson, and C. Joshi, Phys. Rev. A 46, 1091 (1992).
[Crossref] [PubMed]

J. K. Crane, M. D. Perry, S. Herman, and R. W. Falcone, Opt. Lett. 17, 1256 (1992).
[Crossref] [PubMed]

G. Mourou and D. Umstadter, Phys. Fluids B 4, 2315 (1992).
[Crossref]

1991 (5)

1990 (2)

N. H. Burnett and G. D. Enright, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1797 (1990).
[Crossref]

R. A. London, M. Strauss, and M. D. Rosen, Phys. Rev. Lett. 65, 563 (1990).
[Crossref] [PubMed]

1989 (3)

N. H. Burnett and P. B. Corkum, J. Opt. Soc. Am. B 6, 1195 (1989).
[Crossref]

P. H. Y. Lee, D. E. Casperson, and G. T. Schappert, Phys. Rev. A 40, 1363 (1989).
[Crossref] [PubMed]

S. Augst, D. Strickland, D. D. Meyerhofer, S. L. Chin, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 63, 2212 (1989).
[Crossref] [PubMed]

1988 (5)

P. Maine, D. Strickland, P. Bado, M. Pessot, and G. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. 24, 398 (1988).
[Crossref]

M. D. Perry, A. Szoke, O. L. Landen, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 60, 1270 (1988).
[Crossref] [PubMed]

A. L’Huiller, L. A. Lompré, M. Ferray, X. F. Li, G. Mainfray, and C. Manus, Europhys. Lett. 5, 601 (1988).
[Crossref]

E. E. Fill, Opt. Commun. 67, 441 (1988).
[Crossref]

P. E. Young, H. A. Baldis, R. P. Drake, E. M. Campbell, and K. G. Estabrook, Phys. Rev. Lett. 61, 2336 (1988).
[Crossref] [PubMed]

1973 (1)

T. W. Johnston and J. M. Dawson, Phys. Fluids 16, 722 (1973).
[Crossref]

1972 (1)

1970 (1)

T. Uchida, M. Furukawa, I. Kitano, K. Koizumi, and H. Matsumura, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 606 (1970).
[Crossref]

1966 (1)

1965 (2)

P. K. Tien, J. P. Gordon, and J. R. Whinnery, Proc. IEEE 53, 129 (1965).
[Crossref]

H. Kogelnik, Appl. Opt. 4, 1562 (1965).
[Crossref]

1945 (1)

L. V. Keldysh, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 47, 2964 (1945).

Amendt, P.

D. C. Eder, P. Amendt, and S. C. Wilks, Phys. Rev. A 45, 6761 (1992).
[Crossref] [PubMed]

P. Amendt, D. C. Eder, and S. C. Wilks, Phys. Rev. Lett. 66, 2589 (1991).
[Crossref] [PubMed]

Amiranoff, F.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Augst, S.

S. Augst, D. D. Meyerhofer, D. Strickland, and S. L. Chin, J. Opt. Soc. Am. B 8, 858 (1991).
[Crossref]

S. Augst, D. Strickland, D. D. Meyerhofer, S. L. Chin, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 63, 2212 (1989).
[Crossref] [PubMed]

Auguste, T.

Bado, P.

P. Maine, D. Strickland, P. Bado, M. Pessot, and G. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. 24, 398 (1988).
[Crossref]

Balcou, Ph.

A. L’Huiller and Ph. Balcou, Phys. Rev. Lett. 70, 774 (1993).
[Crossref]

Baldis, H. A.

P. E. Young, H. A. Baldis, R. P. Drake, E. M. Campbell, and K. G. Estabrook, Phys. Rev. Lett. 61, 2336 (1988).
[Crossref] [PubMed]

Bardsley, J. N.

B. M. Penetrante and J. N. Bardsley, Phys. Rev. A 43, 3100 (1991).
[Crossref] [PubMed]

Benkheiri, P.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Blair, R. J.

Borisov, A. B.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Borovskiy, A. V.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Boyer, K.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Broughton, J. N.

Y. M. Li, J. N. Broughton, R. Fedosejevs, and T. Tomie, Opt. Commun. 93, 366 (1992).
[Crossref]

Burnett, N. H.

N. H. Burnett and G. D. Enright, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1797 (1990).
[Crossref]

N. H. Burnett and P. B. Corkum, J. Opt. Soc. Am. B 6, 1195 (1989).
[Crossref]

Campbell, E. M.

M. D. Perry, A. Szoke, O. L. Landen, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 60, 1270 (1988).
[Crossref] [PubMed]

P. E. Young, H. A. Baldis, R. P. Drake, E. M. Campbell, and K. G. Estabrook, Phys. Rev. Lett. 61, 2336 (1988).
[Crossref] [PubMed]

Casperson, D. E.

P. H. Y. Lee, D. E. Casperson, and G. T. Schappert, Phys. Rev. A 40, 1363 (1989).
[Crossref] [PubMed]

Casperson, L. W.

Chin, S. L.

S. Augst, D. D. Meyerhofer, D. Strickland, and S. L. Chin, J. Opt. Soc. Am. B 8, 858 (1991).
[Crossref]

S. Augst, D. Strickland, D. D. Meyerhofer, S. L. Chin, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 63, 2212 (1989).
[Crossref] [PubMed]

Clayton, C. E.

W. P. Leemans, C. E. Clayton, W. B. Mori, K. A. Marsh, P. K. Kaw, A. Dyson, and C. Joshi, Phys. Rev. A 46, 1091 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Corkum, P. B.

Crane, J. K.

Dawson, J. M.

T. W. Johnston and J. M. Dawson, Phys. Fluids 16, 722 (1973).
[Crossref]

Drake, R. P.

P. E. Young, H. A. Baldis, R. P. Drake, E. M. Campbell, and K. G. Estabrook, Phys. Rev. Lett. 61, 2336 (1988).
[Crossref] [PubMed]

Durfee, C. G.

C. G. Durfee and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 71, 2409 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Dyson, A.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

W. P. Leemans, C. E. Clayton, W. B. Mori, K. A. Marsh, P. K. Kaw, A. Dyson, and C. Joshi, Phys. Rev. A 46, 1091 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Eberly, J. H.

S. Augst, D. Strickland, D. D. Meyerhofer, S. L. Chin, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 63, 2212 (1989).
[Crossref] [PubMed]

Eder, D. C.

D. C. Eder, P. Amendt, and S. C. Wilks, Phys. Rev. A 45, 6761 (1992).
[Crossref] [PubMed]

P. Amendt, D. C. Eder, and S. C. Wilks, Phys. Rev. Lett. 66, 2589 (1991).
[Crossref] [PubMed]

Enright, G. D.

N. H. Burnett and G. D. Enright, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1797 (1990).
[Crossref]

Estabrook, K. G.

P. E. Young, H. A. Baldis, R. P. Drake, E. M. Campbell, and K. G. Estabrook, Phys. Rev. Lett. 61, 2336 (1988).
[Crossref] [PubMed]

Falcone, R. W.

Fedosejevs, R.

Y. M. Li, J. N. Broughton, R. Fedosejevs, and T. Tomie, Opt. Commun. 93, 366 (1992).
[Crossref]

Ferray, M.

A. L’Huiller, L. A. Lompré, M. Ferray, X. F. Li, G. Mainfray, and C. Manus, Europhys. Lett. 5, 601 (1988).
[Crossref]

Fill, E. E.

E. E. Fill, Opt. Commun. 67, 441 (1988).
[Crossref]

Furukawa, M.

T. Uchida, M. Furukawa, I. Kitano, K. Koizumi, and H. Matsumura, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 606 (1970).
[Crossref]

Gordon, C. L.

J. J. Macklin, J. D. Kmetec, and C. L. Gordon, Phys. Rev. Lett. 70, 766 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Gordon, J. P.

P. K. Tien, J. P. Gordon, and J. R. Whinnery, Proc. IEEE 53, 129 (1965).
[Crossref]

Gordon, S.

Gouédard, C.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Gregory, C.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Hamster, H.

Herman, S.

Jacquet, F.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Johnston, T. W.

T. W. Johnston and J. M. Dawson, Phys. Fluids 16, 722 (1973).
[Crossref]

Joshi, C.

W. P. Leemans, C. E. Clayton, W. B. Mori, K. A. Marsh, P. K. Kaw, A. Dyson, and C. Joshi, Phys. Rev. A 46, 1091 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Kapteyn, H. C.

Kaw, P. K.

W. P. Leemans, C. E. Clayton, W. B. Mori, K. A. Marsh, P. K. Kaw, A. Dyson, and C. Joshi, Phys. Rev. A 46, 1091 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Keldysh, L. V.

L. V. Keldysh, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 47, 2964 (1945).

Kitano, I.

T. Uchida, M. Furukawa, I. Kitano, K. Koizumi, and H. Matsumura, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 606 (1970).
[Crossref]

Kmetec, J. D.

J. J. Macklin, J. D. Kmetec, and C. L. Gordon, Phys. Rev. Lett. 70, 766 (1993).
[Crossref] [PubMed]

J. D. Kmetec, J. J. Macklin, and J. F. Young, Opt. Lett. 16, 1001 (1991).
[Crossref] [PubMed]

Kogelnik, H.

Koizumi, K.

T. Uchida, M. Furukawa, I. Kitano, K. Koizumi, and H. Matsumura, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 606 (1970).
[Crossref]

Korobkin, V. V.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Kubodera, S.

Y. Nagata, K. Midorikawa, S. Kubodera, M. Obara, H. Tashiro, and K. Toyoda, Phys. Rev. Lett. 71, 3774 (1993).
[Crossref] [PubMed]

L’Huiller, A.

A. L’Huiller and Ph. Balcou, Phys. Rev. Lett. 70, 774 (1993).
[Crossref]

A. L’Huiller, L. A. Lompré, M. Ferray, X. F. Li, G. Mainfray, and C. Manus, Europhys. Lett. 5, 601 (1988).
[Crossref]

Landen, O. L.

M. D. Perry, A. Szoke, O. L. Landen, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 60, 1270 (1988).
[Crossref] [PubMed]

Lee, P. H. Y.

P. H. Y. Lee, D. E. Casperson, and G. T. Schappert, Phys. Rev. A 40, 1363 (1989).
[Crossref] [PubMed]

Leemans, W. P.

W. P. Leemans, C. E. Clayton, W. B. Mori, K. A. Marsh, P. K. Kaw, A. Dyson, and C. Joshi, Phys. Rev. A 46, 1091 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Li, T.

Li, X. F.

A. L’Huiller, L. A. Lompré, M. Ferray, X. F. Li, G. Mainfray, and C. Manus, Europhys. Lett. 5, 601 (1988).
[Crossref]

Li, Y. M.

Y. M. Li, J. N. Broughton, R. Fedosejevs, and T. Tomie, Opt. Commun. 93, 366 (1992).
[Crossref]

Lompré, L. A.

P. Monot, T. Auguste, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1579 (1992).
[Crossref]

A. L’Huiller, L. A. Lompré, M. Ferray, X. F. Li, G. Mainfray, and C. Manus, Europhys. Lett. 5, 601 (1988).
[Crossref]

London, R. A.

R. A. London, M. Strauss, and M. D. Rosen, Phys. Rev. Lett. 65, 563 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Luk, T. S.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Macklin, J. J.

J. J. Macklin, J. D. Kmetec, and C. L. Gordon, Phys. Rev. Lett. 70, 766 (1993).
[Crossref] [PubMed]

J. D. Kmetec, J. J. Macklin, and J. F. Young, Opt. Lett. 16, 1001 (1991).
[Crossref] [PubMed]

Maine, P.

P. Maine, D. Strickland, P. Bado, M. Pessot, and G. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. 24, 398 (1988).
[Crossref]

Mainfray, G.

P. Monot, T. Auguste, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1579 (1992).
[Crossref]

A. L’Huiller, L. A. Lompré, M. Ferray, X. F. Li, G. Mainfray, and C. Manus, Europhys. Lett. 5, 601 (1988).
[Crossref]

Manus, C.

P. Monot, T. Auguste, L. A. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1579 (1992).
[Crossref]

A. L’Huiller, L. A. Lompré, M. Ferray, X. F. Li, G. Mainfray, and C. Manus, Europhys. Lett. 5, 601 (1988).
[Crossref]

Marquès, J. R.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Marsh, K. A.

W. P. Leemans, C. E. Clayton, W. B. Mori, K. A. Marsh, P. K. Kaw, A. Dyson, and C. Joshi, Phys. Rev. A 46, 1091 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Matsumura, H.

T. Uchida, M. Furukawa, I. Kitano, K. Koizumi, and H. Matsumura, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 606 (1970).
[Crossref]

Matthieussent, G.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

McPherson, A.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Meyerhofer, D. D.

S. Augst, D. D. Meyerhofer, D. Strickland, and S. L. Chin, J. Opt. Soc. Am. B 8, 858 (1991).
[Crossref]

S. Augst, D. Strickland, D. D. Meyerhofer, S. L. Chin, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 63, 2212 (1989).
[Crossref] [PubMed]

Midorikawa, K.

Y. Nagata, K. Midorikawa, S. Kubodera, M. Obara, H. Tashiro, and K. Toyoda, Phys. Rev. Lett. 71, 3774 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Milchberg, H. M.

C. G. Durfee and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 71, 2409 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Miné, Ph.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Monot, P.

Montes, B.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Mora, P.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Mori, W. B.

W. P. Leemans, C. E. Clayton, W. B. Mori, K. A. Marsh, P. K. Kaw, A. Dyson, and C. Joshi, Phys. Rev. A 46, 1091 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Mourou, G.

G. Mourou and D. Umstadter, Phys. Fluids B 4, 2315 (1992).
[Crossref]

P. Maine, D. Strickland, P. Bado, M. Pessot, and G. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. 24, 398 (1988).
[Crossref]

Nagata, Y.

Y. Nagata, K. Midorikawa, S. Kubodera, M. Obara, H. Tashiro, and K. Toyoda, Phys. Rev. Lett. 71, 3774 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Nathel, H.

Obara, M.

Y. Nagata, K. Midorikawa, S. Kubodera, M. Obara, H. Tashiro, and K. Toyoda, Phys. Rev. Lett. 71, 3774 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Penetrante, B. M.

B. M. Penetrante and J. N. Bardsley, Phys. Rev. A 43, 3100 (1991).
[Crossref] [PubMed]

Perry, M. D.

J. K. Crane, M. D. Perry, S. Herman, and R. W. Falcone, Opt. Lett. 17, 1256 (1992).
[Crossref] [PubMed]

M. D. Perry, A. Szoke, O. L. Landen, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 60, 1270 (1988).
[Crossref] [PubMed]

Pessot, M.

P. Maine, D. Strickland, P. Bado, M. Pessot, and G. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. 24, 398 (1988).
[Crossref]

Poilleux, P.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Prokhorov, A. M.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Rhodes, C. K.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Rosen, M. D.

R. A. London, M. Strauss, and M. D. Rosen, Phys. Rev. Lett. 65, 563 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Schappert, G. T.

P. H. Y. Lee, D. E. Casperson, and G. T. Schappert, Phys. Rev. A 40, 1363 (1989).
[Crossref] [PubMed]

Shi, X. M.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Shiryaev, O. B.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Solem, J. C.

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Stenz, C.

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

Strauss, M.

R. A. London, M. Strauss, and M. D. Rosen, Phys. Rev. Lett. 65, 563 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Strickland, D.

S. Augst, D. D. Meyerhofer, D. Strickland, and S. L. Chin, J. Opt. Soc. Am. B 8, 858 (1991).
[Crossref]

S. Augst, D. Strickland, D. D. Meyerhofer, S. L. Chin, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 63, 2212 (1989).
[Crossref] [PubMed]

P. Maine, D. Strickland, P. Bado, M. Pessot, and G. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. 24, 398 (1988).
[Crossref]

Sullivan, A.

Szoke, A.

M. D. Perry, A. Szoke, O. L. Landen, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 60, 1270 (1988).
[Crossref] [PubMed]

Tashiro, H.

Y. Nagata, K. Midorikawa, S. Kubodera, M. Obara, H. Tashiro, and K. Toyoda, Phys. Rev. Lett. 71, 3774 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Tien, P. K.

P. K. Tien, J. P. Gordon, and J. R. Whinnery, Proc. IEEE 53, 129 (1965).
[Crossref]

Tomie, T.

Y. M. Li, J. N. Broughton, R. Fedosejevs, and T. Tomie, Opt. Commun. 93, 366 (1992).
[Crossref]

Toyoda, K.

Y. Nagata, K. Midorikawa, S. Kubodera, M. Obara, H. Tashiro, and K. Toyoda, Phys. Rev. Lett. 71, 3774 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Uchida, T.

T. Uchida, M. Furukawa, I. Kitano, K. Koizumi, and H. Matsumura, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 606 (1970).
[Crossref]

Umstadter, D.

G. Mourou and D. Umstadter, Phys. Fluids B 4, 2315 (1992).
[Crossref]

Whinnery, J. R.

P. K. Tien, J. P. Gordon, and J. R. Whinnery, Proc. IEEE 53, 129 (1965).
[Crossref]

White, W.

Wilks, S. C.

D. C. Eder, P. Amendt, and S. C. Wilks, Phys. Rev. A 45, 6761 (1992).
[Crossref] [PubMed]

P. Amendt, D. C. Eder, and S. C. Wilks, Phys. Rev. Lett. 66, 2589 (1991).
[Crossref] [PubMed]

Yariv, A.

Young, J. F.

Young, P. E.

P. E. Young, H. A. Baldis, R. P. Drake, E. M. Campbell, and K. G. Estabrook, Phys. Rev. Lett. 61, 2336 (1988).
[Crossref] [PubMed]

Appl. Opt. (3)

Europhys. Lett. (1)

A. L’Huiller, L. A. Lompré, M. Ferray, X. F. Li, G. Mainfray, and C. Manus, Europhys. Lett. 5, 601 (1988).
[Crossref]

IEEE J. Quantum Electron. (3)

P. Maine, D. Strickland, P. Bado, M. Pessot, and G. Mourou, IEEE J. Quantum Electron. 24, 398 (1988).
[Crossref]

N. H. Burnett and G. D. Enright, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1797 (1990).
[Crossref]

T. Uchida, M. Furukawa, I. Kitano, K. Koizumi, and H. Matsumura, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 606 (1970).
[Crossref]

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

Opt. Commun. (2)

Y. M. Li, J. N. Broughton, R. Fedosejevs, and T. Tomie, Opt. Commun. 93, 366 (1992).
[Crossref]

E. E. Fill, Opt. Commun. 67, 441 (1988).
[Crossref]

Opt. Lett. (3)

Phys. Fluids (1)

T. W. Johnston and J. M. Dawson, Phys. Fluids 16, 722 (1973).
[Crossref]

Phys. Fluids B (2)

J. R. Marquès, F. Amiranoff, A. Dyson, G. Matthieussent, P. Benkheiri, C. Gregory, F. Jacquet, Ph. Miné, B. Montes, P. Poilleux, C. Stenz, P. Mora, and C. Gouédard, Phys. Fluids B 5, 597 (1993).
[Crossref]

G. Mourou and D. Umstadter, Phys. Fluids B 4, 2315 (1992).
[Crossref]

Phys. Rev. A (4)

W. P. Leemans, C. E. Clayton, W. B. Mori, K. A. Marsh, P. K. Kaw, A. Dyson, and C. Joshi, Phys. Rev. A 46, 1091 (1992).
[Crossref] [PubMed]

P. H. Y. Lee, D. E. Casperson, and G. T. Schappert, Phys. Rev. A 40, 1363 (1989).
[Crossref] [PubMed]

B. M. Penetrante and J. N. Bardsley, Phys. Rev. A 43, 3100 (1991).
[Crossref] [PubMed]

D. C. Eder, P. Amendt, and S. C. Wilks, Phys. Rev. A 45, 6761 (1992).
[Crossref] [PubMed]

Phys. Rev. Lett. (10)

Y. Nagata, K. Midorikawa, S. Kubodera, M. Obara, H. Tashiro, and K. Toyoda, Phys. Rev. Lett. 71, 3774 (1993).
[Crossref] [PubMed]

A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, O. B. Shiryaev, X. M. Shi, T. S. Luk, A. McPherson, J. C. Solem, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. Lett. 68, 2309 (1992).
[Crossref] [PubMed]

P. E. Young, H. A. Baldis, R. P. Drake, E. M. Campbell, and K. G. Estabrook, Phys. Rev. Lett. 61, 2336 (1988).
[Crossref] [PubMed]

J. J. Macklin, J. D. Kmetec, and C. L. Gordon, Phys. Rev. Lett. 70, 766 (1993).
[Crossref] [PubMed]

A. L’Huiller and Ph. Balcou, Phys. Rev. Lett. 70, 774 (1993).
[Crossref]

S. Augst, D. Strickland, D. D. Meyerhofer, S. L. Chin, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 63, 2212 (1989).
[Crossref] [PubMed]

M. D. Perry, A. Szoke, O. L. Landen, and E. M. Campbell, Phys. Rev. Lett. 60, 1270 (1988).
[Crossref] [PubMed]

P. Amendt, D. C. Eder, and S. C. Wilks, Phys. Rev. Lett. 66, 2589 (1991).
[Crossref] [PubMed]

C. G. Durfee and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 71, 2409 (1993).
[Crossref] [PubMed]

R. A. London, M. Strauss, and M. D. Rosen, Phys. Rev. Lett. 65, 563 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Proc. IEEE (1)

P. K. Tien, J. P. Gordon, and J. R. Whinnery, Proc. IEEE 53, 129 (1965).
[Crossref]

Zh. Eksp. Teor. Fiz. (1)

L. V. Keldysh, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 47, 2964 (1945).

Other (1)

R. W. Falcone, in X-Ray Lasers 1992, E. Fill, ed. (IOP, Bristol, UK, 1992), p. 213.

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 (2)

Fig. 1
Fig. 1

Circles, ionization potentials of argon ions with charge q − 1. Curve, power-law approximation U(q) = Ûqα with Û = 10.47 eV and α = 1.25.

Fig. 2
Fig. 2

Maximum focal intensity attained by a Nd:glass-laser pulse subject to ionization defocusing in argon versus gas pressure. The curve is derived from a numerical solution of Eq. (18), with a focusing half-angle of C = 0.055 and a maximum beam power of 1.5 TW. Between ~5 and 80 mbars the solution is well approximated by the analytical expression of Eq. (24), resulting in a density dependence of ~N−3. The horizontal line represents the lower bound on the intensity given by Ith,1 = 2.25 × 1014 W/cm2, i.e, the intensity needed to strip argon of one electron. The circles with error bars are data points from Ref 25.

Equations (33)

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

n = 1 - N e / ( 2 N c ) ,
n ( r , z ) = n 0 - ( 1 / 2 ) n 2 r 2 .
d 2 r d z 2 = - n 2 n 0 r + λ 2 4 π 2 r r 0 4 .
I = I 0 exp ( - r 2 / r 0 2 ) .
I 0 = P / ( π r 0 2 ) .
I th , q = 4 × 10 9 1 q 2 U q 4 ,
γ = ( U q / 2 U pond ) 1 / 2 ,
U ( q ) = U ^ q α ,
q = q 0 I 1 / ( 4 α - 2 ) ,
q 0 = ( 4 × 10 9 U ^ 4 ) 1 / ( 2 - 4 α ) .
q = q 0 [ P / ( π r 0 2 ) ] 1 / ( 4 α - 2 ) exp [ - r 2 / ( 4 α - 2 ) r 0 2 ] ,
N e = q N ,
n ( r ) = 1 + q 0 4 α - 2 r 2 r 0 2 N 2 N c ( P π r 0 2 ) 1 / ( 4 α - 2 ) ,
n 2 = - n ˜ 2 4 α - 2 r 0 - ( 4 α - 1 ) / ( 2 α - 1 ) ,
n ˜ 2 = q 0 ( N / N c ) ( P / π ) 1 / ( 4 α - 2 ) .
d 2 r d z 2 = n ˜ 2 4 α - 2 r r 0 ( 4 α - 1 ) / ( 2 α - 1 ) + λ 2 4 π 2 r r 0 4 .
d 2 r 0 d z 2 = n ˜ 2 4 α - 2 1 r 0 2 α ( 2 α - 1 ) + λ 2 4 π 2 r 0 3 .
d r 0 d z = ± [ - n ˜ 2 r 0 1 / ( 1 - 2 α ) - λ 2 4 π 2 r 0 - 2 + C 2 ] 1 / 2 .
n ˜ 2 r 0 , min 1 / ( 1 - 2 α ) + λ 2 4 π 2 r 0 , min 2 = C 2 .
I max = 4 π P C 2 / λ 2 .
P th = λ 2 4 π ( N c N q 0 ) 4 α - 2 C 8 α - 6 .
N th = N c / q 0 × [ λ 2 / ( 4 π P ) ] 1 / ( 4 α - 2 ) C ( 4 α - 3 ) / ( 2 α - 1 ) .
r 0 , min = ( n ˜ 2 / C 2 ) 2 α - 1 ,
r 0 , min = [ q 0 ( N / N c ) / C 2 ] 2 α - 1 ( P / π ) 1 / 2 .
I m = [ ( C 2 / q 0 ) ( N c / N ) ] 4 α - 2 .
I max = Max { I m from Eq . ( 24 ) , I th , 1 } .
q max = C 2 N c / N ,
z 1 ( r 1 ) = 1 C 1 r 1 r 1 / ( 4 α - 2 ) [ r 1 / ( 2 α - 2 ) - 1 ] 1 / 2 d r ,
z 1 = 1 C ( r 1 2 / 3 - 1 ) 1 / 2 ( r 1 2 / 3 + 2 ) .
d f = 3.32 r 0 , min / C .
d g = 2 r 0 , min / C .
t = Δ x ( 2 m e / U pond ) 1 / 2 ,
β = 7.8 × 10 - 9 q N e 2 ln Λ ν 2 T e 3 / 2 [ cm - 1 ] ,

Metrics