Abstract

We report optical amplification of Ar2* at 126nm, pumped by optical-field-induced ionization (OFI) created by an infrared high-intensity laser. A gain–length product of 0.84 was obtained by using multipass amplification with a vacuum ultraviolet (VUV) cavity. The gain–length product was increased up to 4.3 through the use of single-pass amplification with a VUV reflector and a hollow 5.0cm-long fiber. Similar small signal gain coefficients of 0.84 and 0.86cm1 were obtained in two different experiments, in which OFI Ar plasma gain media were produced in free space filled with Ar and inside an Ar-filled hollow fiber.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. T. Urata, T. Shinozaki, Y. Wada, Y. Kaneda, S. Wada, A. Imai, Appl. Opt. 48, 1668 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. Y. Uehara, W. Sasaki, S. Saito, E. Fujiwara, Y. Kato, M. Yamanaka, K. Tsuchida, J. Fujita, Opt. Lett. 9, 539(1984).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. T. Efthimiopoulos, B. P. Stoicheff, R. I. Thompson, Opt. Lett. 14, 624 (1989).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. M. Kaku, T. Higashiguchi, S. Kubodera, and W. Sasaki, Phys. Rev. A 68, 023803 (2003).
    [CrossRef]
  6. Y. Morita, T. Higashiguchi, and S. Kubodera, Appl. Phys. B 82, 31 (2006).
    [CrossRef]
  7. W. Sasaki, Review of Laser Engineering 13, 912 (1986) (in Japanese).
    [CrossRef]
  8. M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).
  9. M. V. McCusker, in Excimer Lasers (Springer-Verlag, New York, 1984).
  10. S. Kubodera, M. Kitahara, J. Kawanaka, W. Sasaki, and K. Kurosawa, Appl. Phys. Lett. 69, 452 (1996).
    [CrossRef]
  11. L. M. Frantz and J. S. Nodvik, J. Appl. Phys. 34, 2346 (1963).
    [CrossRef]
  12. J. W. Keto, R. E. Gleason Jr., and G. K. Walters, Phys. Rev. Lett. 33, 1365 (1974).
    [CrossRef]
  13. S. Kubodera, Y. Taniguchi, A. Hosotani, M. Katto, A. Yokotani, N. Miyanaga, and K. Mima, Proc. SPIE 6452, 645216 (2007).
    [CrossRef]

2009 (1)

2007 (1)

S. Kubodera, Y. Taniguchi, A. Hosotani, M. Katto, A. Yokotani, N. Miyanaga, and K. Mima, Proc. SPIE 6452, 645216 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

Y. Morita, T. Higashiguchi, and S. Kubodera, Appl. Phys. B 82, 31 (2006).
[CrossRef]

2004 (1)

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

2003 (1)

M. Kaku, T. Higashiguchi, S. Kubodera, and W. Sasaki, Phys. Rev. A 68, 023803 (2003).
[CrossRef]

1996 (1)

S. Kubodera, M. Kitahara, J. Kawanaka, W. Sasaki, and K. Kurosawa, Appl. Phys. Lett. 69, 452 (1996).
[CrossRef]

1989 (1)

1986 (2)

W. Sasaki, Review of Laser Engineering 13, 912 (1986) (in Japanese).
[CrossRef]

M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).

1984 (2)

1974 (1)

J. W. Keto, R. E. Gleason Jr., and G. K. Walters, Phys. Rev. Lett. 33, 1365 (1974).
[CrossRef]

1963 (1)

L. M. Frantz and J. S. Nodvik, J. Appl. Phys. 34, 2346 (1963).
[CrossRef]

Ammosov, M. V.

M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).

Aubert, D.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Balcou, Ph.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Burgy, F.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

de Lachèze-Murel, G.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Delone, N. B.

M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).

Douillet, D.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Efthimiopoulos, T.

Faivre, G.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Fajardo, M.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Frantz, L. M.

L. M. Frantz and J. S. Nodvik, J. Appl. Phys. 34, 2346 (1963).
[CrossRef]

Fujita, J.

Fujiwara, E.

Gleason, R. E.

J. W. Keto, R. E. Gleason Jr., and G. K. Walters, Phys. Rev. Lett. 33, 1365 (1974).
[CrossRef]

Hallou, A.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Higashiguchi, T.

Y. Morita, T. Higashiguchi, and S. Kubodera, Appl. Phys. B 82, 31 (2006).
[CrossRef]

M. Kaku, T. Higashiguchi, S. Kubodera, and W. Sasaki, Phys. Rev. A 68, 023803 (2003).
[CrossRef]

Hosotani, A.

S. Kubodera, Y. Taniguchi, A. Hosotani, M. Katto, A. Yokotani, N. Miyanaga, and K. Mima, Proc. SPIE 6452, 645216 (2007).
[CrossRef]

Imai, A.

Kaku, M.

M. Kaku, T. Higashiguchi, S. Kubodera, and W. Sasaki, Phys. Rev. A 68, 023803 (2003).
[CrossRef]

Kaneda, Y.

Kato, Y.

Katto, M.

S. Kubodera, Y. Taniguchi, A. Hosotani, M. Katto, A. Yokotani, N. Miyanaga, and K. Mima, Proc. SPIE 6452, 645216 (2007).
[CrossRef]

Kawanaka, J.

S. Kubodera, M. Kitahara, J. Kawanaka, W. Sasaki, and K. Kurosawa, Appl. Phys. Lett. 69, 452 (1996).
[CrossRef]

Kazamias, S.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Keto, J. W.

J. W. Keto, R. E. Gleason Jr., and G. K. Walters, Phys. Rev. Lett. 33, 1365 (1974).
[CrossRef]

Kitahara, M.

S. Kubodera, M. Kitahara, J. Kawanaka, W. Sasaki, and K. Kurosawa, Appl. Phys. Lett. 69, 452 (1996).
[CrossRef]

Krainov, V. P.

M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).

Kubodera, S.

S. Kubodera, Y. Taniguchi, A. Hosotani, M. Katto, A. Yokotani, N. Miyanaga, and K. Mima, Proc. SPIE 6452, 645216 (2007).
[CrossRef]

Y. Morita, T. Higashiguchi, and S. Kubodera, Appl. Phys. B 82, 31 (2006).
[CrossRef]

M. Kaku, T. Higashiguchi, S. Kubodera, and W. Sasaki, Phys. Rev. A 68, 023803 (2003).
[CrossRef]

S. Kubodera, M. Kitahara, J. Kawanaka, W. Sasaki, and K. Kurosawa, Appl. Phys. Lett. 69, 452 (1996).
[CrossRef]

Kurosawa, K.

S. Kubodera, M. Kitahara, J. Kawanaka, W. Sasaki, and K. Kurosawa, Appl. Phys. Lett. 69, 452 (1996).
[CrossRef]

le Pape, S.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Lefrou, T.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

McCusker, M. V.

M. V. McCusker, in Excimer Lasers (Springer-Verlag, New York, 1984).

Mercère, P.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Merdji, H.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Mima, K.

S. Kubodera, Y. Taniguchi, A. Hosotani, M. Katto, A. Yokotani, N. Miyanaga, and K. Mima, Proc. SPIE 6452, 645216 (2007).
[CrossRef]

Miyanaga, N.

S. Kubodera, Y. Taniguchi, A. Hosotani, M. Katto, A. Yokotani, N. Miyanaga, and K. Mima, Proc. SPIE 6452, 645216 (2007).
[CrossRef]

Mocek, T.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Morita, Y.

Y. Morita, T. Higashiguchi, and S. Kubodera, Appl. Phys. B 82, 31 (2006).
[CrossRef]

Morlens, A. S.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Nodvik, J. S.

L. M. Frantz and J. S. Nodvik, J. Appl. Phys. 34, 2346 (1963).
[CrossRef]

Rousseau, J. P.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Saito, S.

Sasaki, W.

M. Kaku, T. Higashiguchi, S. Kubodera, and W. Sasaki, Phys. Rev. A 68, 023803 (2003).
[CrossRef]

S. Kubodera, M. Kitahara, J. Kawanaka, W. Sasaki, and K. Kurosawa, Appl. Phys. Lett. 69, 452 (1996).
[CrossRef]

W. Sasaki, Review of Laser Engineering 13, 912 (1986) (in Japanese).
[CrossRef]

Y. Uehara, W. Sasaki, S. Saito, E. Fujiwara, Y. Kato, M. Yamanaka, K. Tsuchida, J. Fujita, Opt. Lett. 9, 539(1984).
[CrossRef] [PubMed]

Sebban, S.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Shinozaki, T.

Stoicheff, B. P.

Taniguchi, Y.

S. Kubodera, Y. Taniguchi, A. Hosotani, M. Katto, A. Yokotani, N. Miyanaga, and K. Mima, Proc. SPIE 6452, 645216 (2007).
[CrossRef]

Thompson, R. I.

Tsuchida, K.

Uehara, Y.

Urata, T.

Valentin, C.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Wada, S.

Wada, Y.

Walters, G. K.

J. W. Keto, R. E. Gleason Jr., and G. K. Walters, Phys. Rev. Lett. 33, 1365 (1974).
[CrossRef]

Yamanaka, M.

Yokotani, A.

S. Kubodera, Y. Taniguchi, A. Hosotani, M. Katto, A. Yokotani, N. Miyanaga, and K. Mima, Proc. SPIE 6452, 645216 (2007).
[CrossRef]

Zeitoun, Ph.

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. B (1)

Y. Morita, T. Higashiguchi, and S. Kubodera, Appl. Phys. B 82, 31 (2006).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

S. Kubodera, M. Kitahara, J. Kawanaka, W. Sasaki, and K. Kurosawa, Appl. Phys. Lett. 69, 452 (1996).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

L. M. Frantz and J. S. Nodvik, J. Appl. Phys. 34, 2346 (1963).
[CrossRef]

Nature (1)

Ph. Zeitoun, G. Faivre, S. Sebban, T. Mocek, A. Hallou, M. Fajardo, D. Aubert, Ph. Balcou, F. Burgy, D. Douillet, S. Kazamias, G. de Lachèze-Murel, T. Lefrou, S. le Pape, P. Mercère, H. Merdji, A. S. Morlens, J. P. Rousseau, and C. Valentin, Nature 431, 426 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. A (1)

M. Kaku, T. Higashiguchi, S. Kubodera, and W. Sasaki, Phys. Rev. A 68, 023803 (2003).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

J. W. Keto, R. E. Gleason Jr., and G. K. Walters, Phys. Rev. Lett. 33, 1365 (1974).
[CrossRef]

Proc. SPIE (1)

S. Kubodera, Y. Taniguchi, A. Hosotani, M. Katto, A. Yokotani, N. Miyanaga, and K. Mima, Proc. SPIE 6452, 645216 (2007).
[CrossRef]

Review of Laser Engineering (1)

W. Sasaki, Review of Laser Engineering 13, 912 (1986) (in Japanese).
[CrossRef]

Sov. Phys. JETP (1)

M. V. Ammosov, N. B. Delone, and V. P. Krainov, Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986).

Other (1)

M. V. McCusker, in Excimer Lasers (Springer-Verlag, New York, 1984).

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 (3)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic diagram of experimental apparatus for Ar 2 * amplification at 126 nm with the VUV cavity (a), and the hollow fiber guidance (b).

Fig. 2
Fig. 2

Amplified VUV emission intensity ratio between multipass and single-pass amplification as a function of Ar pressure.

Fig. 3
Fig. 3

Amplification factor as a function of Ar pressure with hollow fiber guidance.

Metrics