Abstract

Laser emission at 126 nm has been obtained from excimers of Ar2 excited electrically in a nozzle discharge followed by supersonic expansion. The direct measurement of light amplification with a tunable VUV probe leads to a gain of >3 cm−1. This high gain arises from efficient population inversion of low vibrational and rotational levels of the excimer state brought about by the supersonic expansion and cooling of the discharge plasma.

© 1989 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. M. Hughes, J. Shannon, A. Kolb, E. Ault, M. Bhaumik, Appl. Phys. Lett. 23, 385 (1973);J. B. Gerardo, A. W. Johnson, IEEE J. Quantum Electron. QE-9, 748 (1973);P. W. Hoff, J. C. Swingle, C. K. Rhodes, Opt. Commun. 8, 128 (1973);Appl. Phys. Lett. 23, 245 (1973).
    [CrossRef]
  2. W. M. Hughes, J. Shannon, R. Hunter, Appl. Phys. Lett. 24, 488 (1974).
    [CrossRef]
  3. W.-G. Wrobel, H. Röhr, K.-H. Steuer, Appl. Phys. Lett. 36, 113 (1980).
    [CrossRef]
  4. Y. Uehara, W. Sasaki, S. Saito, E. Fujiwara, Y. Kato, M. Yamanaka, K. Tsuchida, J. Fujita, Opt. Lett. 9, 539 (1984).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. J. W. Keto, R. E. Gleason, T. D. Bonifield, G. K. Walters, Chem. Phys. Lett. 42, 125 (1976).
    [CrossRef]
  6. T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, Chem. Phys. Lett. 69, 290 (1980).
    [CrossRef]
  7. T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, J. Chem. Phys. 72, 2914 (1980).
    [CrossRef]
  8. A. T. Droege, P. C. Engelking, Chem. Phys. Lett. 96, 316 (1983).
    [CrossRef]
  9. K. P. Huber, T. J. Sears, Chem. Phys. Lett. 113, 129 (1985).
    [CrossRef]
  10. C. T. Rettner, E. E. Marinero, R. N. Zare, A. H. Kung, J. Phys. Chem. 88, 4459 (1985).
    [CrossRef]
  11. A. A. Madej, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. A 38, 3456 (1988).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. P. R. Herman, P. E. LaRocque, R. H. Lipson, W. Jamroz, B. P. Stoicheff, Can. J. Phys. 63, 1581 (1985).
    [CrossRef]

1988

A. A. Madej, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. A 38, 3456 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

1985

P. R. Herman, P. E. LaRocque, R. H. Lipson, W. Jamroz, B. P. Stoicheff, Can. J. Phys. 63, 1581 (1985).
[CrossRef]

K. P. Huber, T. J. Sears, Chem. Phys. Lett. 113, 129 (1985).
[CrossRef]

C. T. Rettner, E. E. Marinero, R. N. Zare, A. H. Kung, J. Phys. Chem. 88, 4459 (1985).
[CrossRef]

1984

1983

A. T. Droege, P. C. Engelking, Chem. Phys. Lett. 96, 316 (1983).
[CrossRef]

1980

W.-G. Wrobel, H. Röhr, K.-H. Steuer, Appl. Phys. Lett. 36, 113 (1980).
[CrossRef]

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, Chem. Phys. Lett. 69, 290 (1980).
[CrossRef]

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, J. Chem. Phys. 72, 2914 (1980).
[CrossRef]

1976

J. W. Keto, R. E. Gleason, T. D. Bonifield, G. K. Walters, Chem. Phys. Lett. 42, 125 (1976).
[CrossRef]

1974

W. M. Hughes, J. Shannon, R. Hunter, Appl. Phys. Lett. 24, 488 (1974).
[CrossRef]

1973

W. M. Hughes, J. Shannon, A. Kolb, E. Ault, M. Bhaumik, Appl. Phys. Lett. 23, 385 (1973);J. B. Gerardo, A. W. Johnson, IEEE J. Quantum Electron. QE-9, 748 (1973);P. W. Hoff, J. C. Swingle, C. K. Rhodes, Opt. Commun. 8, 128 (1973);Appl. Phys. Lett. 23, 245 (1973).
[CrossRef]

Ault, E.

W. M. Hughes, J. Shannon, A. Kolb, E. Ault, M. Bhaumik, Appl. Phys. Lett. 23, 385 (1973);J. B. Gerardo, A. W. Johnson, IEEE J. Quantum Electron. QE-9, 748 (1973);P. W. Hoff, J. C. Swingle, C. K. Rhodes, Opt. Commun. 8, 128 (1973);Appl. Phys. Lett. 23, 245 (1973).
[CrossRef]

Bhaumik, M.

W. M. Hughes, J. Shannon, A. Kolb, E. Ault, M. Bhaumik, Appl. Phys. Lett. 23, 385 (1973);J. B. Gerardo, A. W. Johnson, IEEE J. Quantum Electron. QE-9, 748 (1973);P. W. Hoff, J. C. Swingle, C. K. Rhodes, Opt. Commun. 8, 128 (1973);Appl. Phys. Lett. 23, 245 (1973).
[CrossRef]

Bonifield, T. D.

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, Chem. Phys. Lett. 69, 290 (1980).
[CrossRef]

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, J. Chem. Phys. 72, 2914 (1980).
[CrossRef]

J. W. Keto, R. E. Gleason, T. D. Bonifield, G. K. Walters, Chem. Phys. Lett. 42, 125 (1976).
[CrossRef]

Droege, A. T.

A. T. Droege, P. C. Engelking, Chem. Phys. Lett. 96, 316 (1983).
[CrossRef]

Engelking, P. C.

A. T. Droege, P. C. Engelking, Chem. Phys. Lett. 96, 316 (1983).
[CrossRef]

Fujita, J.

Fujiwara, E.

Gleason, R. E.

J. W. Keto, R. E. Gleason, T. D. Bonifield, G. K. Walters, Chem. Phys. Lett. 42, 125 (1976).
[CrossRef]

Gutcheck, R. A.

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, Chem. Phys. Lett. 69, 290 (1980).
[CrossRef]

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, J. Chem. Phys. 72, 2914 (1980).
[CrossRef]

Herman, P. R.

P. R. Herman, P. E. LaRocque, R. H. Lipson, W. Jamroz, B. P. Stoicheff, Can. J. Phys. 63, 1581 (1985).
[CrossRef]

Huber, K. P.

K. P. Huber, T. J. Sears, Chem. Phys. Lett. 113, 129 (1985).
[CrossRef]

Hughes, W. M.

W. M. Hughes, J. Shannon, R. Hunter, Appl. Phys. Lett. 24, 488 (1974).
[CrossRef]

W. M. Hughes, J. Shannon, A. Kolb, E. Ault, M. Bhaumik, Appl. Phys. Lett. 23, 385 (1973);J. B. Gerardo, A. W. Johnson, IEEE J. Quantum Electron. QE-9, 748 (1973);P. W. Hoff, J. C. Swingle, C. K. Rhodes, Opt. Commun. 8, 128 (1973);Appl. Phys. Lett. 23, 245 (1973).
[CrossRef]

Hunter, R.

W. M. Hughes, J. Shannon, R. Hunter, Appl. Phys. Lett. 24, 488 (1974).
[CrossRef]

Jamroz, W.

P. R. Herman, P. E. LaRocque, R. H. Lipson, W. Jamroz, B. P. Stoicheff, Can. J. Phys. 63, 1581 (1985).
[CrossRef]

Kato, Y.

Keto, J. W.

J. W. Keto, R. E. Gleason, T. D. Bonifield, G. K. Walters, Chem. Phys. Lett. 42, 125 (1976).
[CrossRef]

Kolb, A.

W. M. Hughes, J. Shannon, A. Kolb, E. Ault, M. Bhaumik, Appl. Phys. Lett. 23, 385 (1973);J. B. Gerardo, A. W. Johnson, IEEE J. Quantum Electron. QE-9, 748 (1973);P. W. Hoff, J. C. Swingle, C. K. Rhodes, Opt. Commun. 8, 128 (1973);Appl. Phys. Lett. 23, 245 (1973).
[CrossRef]

Kung, A. H.

C. T. Rettner, E. E. Marinero, R. N. Zare, A. H. Kung, J. Phys. Chem. 88, 4459 (1985).
[CrossRef]

LaRocque, P. E.

P. R. Herman, P. E. LaRocque, R. H. Lipson, W. Jamroz, B. P. Stoicheff, Can. J. Phys. 63, 1581 (1985).
[CrossRef]

Lipson, R. H.

P. R. Herman, P. E. LaRocque, R. H. Lipson, W. Jamroz, B. P. Stoicheff, Can. J. Phys. 63, 1581 (1985).
[CrossRef]

Lorents, D. C.

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, J. Chem. Phys. 72, 2914 (1980).
[CrossRef]

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, Chem. Phys. Lett. 69, 290 (1980).
[CrossRef]

Madej, A. A.

A. A. Madej, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. A 38, 3456 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Marinero, E. E.

C. T. Rettner, E. E. Marinero, R. N. Zare, A. H. Kung, J. Phys. Chem. 88, 4459 (1985).
[CrossRef]

McCusker, M. V.

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, J. Chem. Phys. 72, 2914 (1980).
[CrossRef]

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, Chem. Phys. Lett. 69, 290 (1980).
[CrossRef]

Rambow, F. H. K.

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, Chem. Phys. Lett. 69, 290 (1980).
[CrossRef]

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, J. Chem. Phys. 72, 2914 (1980).
[CrossRef]

Rettner, C. T.

C. T. Rettner, E. E. Marinero, R. N. Zare, A. H. Kung, J. Phys. Chem. 88, 4459 (1985).
[CrossRef]

Röhr, H.

W.-G. Wrobel, H. Röhr, K.-H. Steuer, Appl. Phys. Lett. 36, 113 (1980).
[CrossRef]

Saito, S.

Sasaki, W.

Sears, T. J.

K. P. Huber, T. J. Sears, Chem. Phys. Lett. 113, 129 (1985).
[CrossRef]

Shannon, J.

W. M. Hughes, J. Shannon, R. Hunter, Appl. Phys. Lett. 24, 488 (1974).
[CrossRef]

W. M. Hughes, J. Shannon, A. Kolb, E. Ault, M. Bhaumik, Appl. Phys. Lett. 23, 385 (1973);J. B. Gerardo, A. W. Johnson, IEEE J. Quantum Electron. QE-9, 748 (1973);P. W. Hoff, J. C. Swingle, C. K. Rhodes, Opt. Commun. 8, 128 (1973);Appl. Phys. Lett. 23, 245 (1973).
[CrossRef]

Steuer, K.-H.

W.-G. Wrobel, H. Röhr, K.-H. Steuer, Appl. Phys. Lett. 36, 113 (1980).
[CrossRef]

Stoicheff, B. P.

A. A. Madej, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. A 38, 3456 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

P. R. Herman, P. E. LaRocque, R. H. Lipson, W. Jamroz, B. P. Stoicheff, Can. J. Phys. 63, 1581 (1985).
[CrossRef]

Tsuchida, K.

Uehara, Y.

Walters, G. K.

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, J. Chem. Phys. 72, 2914 (1980).
[CrossRef]

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, Chem. Phys. Lett. 69, 290 (1980).
[CrossRef]

J. W. Keto, R. E. Gleason, T. D. Bonifield, G. K. Walters, Chem. Phys. Lett. 42, 125 (1976).
[CrossRef]

Wrobel, W.-G.

W.-G. Wrobel, H. Röhr, K.-H. Steuer, Appl. Phys. Lett. 36, 113 (1980).
[CrossRef]

Yamanaka, M.

Zare, R. N.

C. T. Rettner, E. E. Marinero, R. N. Zare, A. H. Kung, J. Phys. Chem. 88, 4459 (1985).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

W. M. Hughes, J. Shannon, A. Kolb, E. Ault, M. Bhaumik, Appl. Phys. Lett. 23, 385 (1973);J. B. Gerardo, A. W. Johnson, IEEE J. Quantum Electron. QE-9, 748 (1973);P. W. Hoff, J. C. Swingle, C. K. Rhodes, Opt. Commun. 8, 128 (1973);Appl. Phys. Lett. 23, 245 (1973).
[CrossRef]

W. M. Hughes, J. Shannon, R. Hunter, Appl. Phys. Lett. 24, 488 (1974).
[CrossRef]

W.-G. Wrobel, H. Röhr, K.-H. Steuer, Appl. Phys. Lett. 36, 113 (1980).
[CrossRef]

Can. J. Phys.

P. R. Herman, P. E. LaRocque, R. H. Lipson, W. Jamroz, B. P. Stoicheff, Can. J. Phys. 63, 1581 (1985).
[CrossRef]

Chem. Phys. Lett.

J. W. Keto, R. E. Gleason, T. D. Bonifield, G. K. Walters, Chem. Phys. Lett. 42, 125 (1976).
[CrossRef]

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, Chem. Phys. Lett. 69, 290 (1980).
[CrossRef]

A. T. Droege, P. C. Engelking, Chem. Phys. Lett. 96, 316 (1983).
[CrossRef]

K. P. Huber, T. J. Sears, Chem. Phys. Lett. 113, 129 (1985).
[CrossRef]

J. Chem. Phys.

T. D. Bonifield, F. H. K. Rambow, G. K. Walters, M. V. McCusker, D. C. Lorents, R. A. Gutcheck, J. Chem. Phys. 72, 2914 (1980).
[CrossRef]

J. Phys. Chem.

C. T. Rettner, E. E. Marinero, R. N. Zare, A. H. Kung, J. Phys. Chem. 88, 4459 (1985).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. A

A. A. Madej, B. P. Stoicheff, Phys. Rev. A 38, 3456 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

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

Ar2 electrical discharge apparatus showing the jet nozzle and the expansion chamber; the mirror cavity is indicated by the dashed lines.

Fig. 2
Fig. 2

Intensity versus time with the cavity in place and a discharge voltage of 15 kV.

Fig. 3
Fig. 3

Spectra of the VUV probe and the gain recorded with the Ar2 discharge off and on.

Equations (5)

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

Ar * + Ar + Ar Ar 2 * ( υ , J high ) + Ar .
Ar 2 * ( υ , J high ) + Ar Ar 2 * ( υ , J low ) + Ar .
Ar 2 * ( υ , J low ) Ar + Ar + h ν ( 10 eV ) .
I / I 0 = e γ L 3.0 ,
γ 3 cm 1 .

Metrics