Abstract

We demonstrate a novel pulse-compression technique that uses the self-confinement of two-dimensional spatial solitons propagating in bulk nonlinear media to increase the spectral bandwidth followed by a grating pair for recompression. Output pulses of 19-fs duration with 0.6-μJ energies are routinely obtained at a repetition rate of 8.6 kHz. Unlike other high-energy compression methods, soliton compression offers both high repetition rates and a potentially unlimited wavelength range.

© 1991 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. L. Fork, C. H. Brito-Cruz, P. C. Becker, C. V. Shank, Opt. Lett. 12, 483 (1987).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. A. M. Weiner, D. E. Leaird, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, J. Opt. Soc. Am. B 8, 1264 (1990).
    [CrossRef]
  3. H. M. Milchberg, R. R. Freeman, S. C. Davey, R. M. More, Phys. Rev. Lett. 61, 2364 (1988).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. R. R. Freeman, T. J. Mcllrath, P. H. Bucksbaum, M. Bashansky, Phys. Rev. Lett. 57, 3156 (1986).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. M. C. Downer, G. Focht, D. H. Reitze, W. M. Wood, T. R. Zhang, in Ultrafast Phenomena VI, T. Yajima, K. Yoshihara, C. B. Harris, S. Shionoya, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1988).
  6. C. Rolland, P. B. Corkum, J. Opt. Soc. Am. B 5, 641 (1988).
    [CrossRef]
  7. R. W. Schoenlein, J.-Y. Bigot, M. T. Portella, C. V. Shank, in Ultrafast Phenomena VII, C. B. Harris, E. P. Ippen, G. A. Mourou, A. H. Zewail, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1990).
  8. G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
    [CrossRef]
  9. A. Hasegawa, F. Tappert, Appl. Phys, Lett. 23, 142, 171 (1973).
    [CrossRef]
  10. R. Y. Chiao, E. Garmire, C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964);V. E. Zakharov, A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 34, 62 (1972).
    [CrossRef]
  11. A. Barthelemy, S. Maneuf, C. Froehly, Opt. Commun. 55, 201 (1985).
    [CrossRef]
  12. S. Maneuf, R. Desailly, C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
    [CrossRef]
  13. J. S. Aitchison, A. M. Weiner, Y. Silberberg, M. K. Oliver, J. L. Jackel, D. E. Leaird, E. M. Vogel, P. W E. Smith, Opt. Lett. 15, 471 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. J. S. Aitchison, Y. Silberberg, A. M. Weiner, D. E. Leaird, M. K. Oliver, J. L. Jackel, E. M. Vogel, P. W. E. Smith, J. Opt. Soc. Am. B 8, 1290 (1991).
    [CrossRef]
  15. D. Nickel, D. Kühlke, D. von der Linde, Opt. Lett. 14, 36 (1989).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. E. B. Treacy, IEEE J. Quantum Electron. QE-5, 454 (1969).
    [CrossRef]
  17. J. Satsuma, N. Yajima, Prog. Theor. Phys. Suppl. 55, 284 (1974).
    [CrossRef]
  18. Y. Silberberg, Opt. Lett. 15, 1005 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  19. S. C. Pinault, M. J. Potasek, J. Opt. Soc. Am. B 2, 1318 (1985).
    [CrossRef]

1991 (1)

1990 (3)

1989 (1)

1988 (4)

S. Maneuf, R. Desailly, C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
[CrossRef]

H. M. Milchberg, R. R. Freeman, S. C. Davey, R. M. More, Phys. Rev. Lett. 61, 2364 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

C. Rolland, P. B. Corkum, J. Opt. Soc. Am. B 5, 641 (1988).
[CrossRef]

G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
[CrossRef]

1987 (1)

1986 (1)

R. R. Freeman, T. J. Mcllrath, P. H. Bucksbaum, M. Bashansky, Phys. Rev. Lett. 57, 3156 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

1985 (2)

A. Barthelemy, S. Maneuf, C. Froehly, Opt. Commun. 55, 201 (1985).
[CrossRef]

S. C. Pinault, M. J. Potasek, J. Opt. Soc. Am. B 2, 1318 (1985).
[CrossRef]

1974 (1)

J. Satsuma, N. Yajima, Prog. Theor. Phys. Suppl. 55, 284 (1974).
[CrossRef]

1973 (1)

A. Hasegawa, F. Tappert, Appl. Phys, Lett. 23, 142, 171 (1973).
[CrossRef]

1969 (1)

E. B. Treacy, IEEE J. Quantum Electron. QE-5, 454 (1969).
[CrossRef]

1964 (1)

R. Y. Chiao, E. Garmire, C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964);V. E. Zakharov, A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 34, 62 (1972).
[CrossRef]

Aitchison, J. S.

Antonetti, A.

G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
[CrossRef]

Barthelemy, A.

A. Barthelemy, S. Maneuf, C. Froehly, Opt. Commun. 55, 201 (1985).
[CrossRef]

Bashansky, M.

R. R. Freeman, T. J. Mcllrath, P. H. Bucksbaum, M. Bashansky, Phys. Rev. Lett. 57, 3156 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Becker, P. C.

Bigot, J.-Y.

R. W. Schoenlein, J.-Y. Bigot, M. T. Portella, C. V. Shank, in Ultrafast Phenomena VII, C. B. Harris, E. P. Ippen, G. A. Mourou, A. H. Zewail, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1990).

Boyer, G.

G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
[CrossRef]

Brito-Cruz, C. H.

Brun, A.

G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
[CrossRef]

Bucksbaum, P. H.

R. R. Freeman, T. J. Mcllrath, P. H. Bucksbaum, M. Bashansky, Phys. Rev. Lett. 57, 3156 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Chambaret, J. P.

G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
[CrossRef]

Chiao, R. Y.

R. Y. Chiao, E. Garmire, C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964);V. E. Zakharov, A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 34, 62 (1972).
[CrossRef]

Corkum, P. B.

Davey, S. C.

H. M. Milchberg, R. R. Freeman, S. C. Davey, R. M. More, Phys. Rev. Lett. 61, 2364 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Desailly, R.

S. Maneuf, R. Desailly, C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
[CrossRef]

Downer, M. C.

M. C. Downer, G. Focht, D. H. Reitze, W. M. Wood, T. R. Zhang, in Ultrafast Phenomena VI, T. Yajima, K. Yoshihara, C. B. Harris, S. Shionoya, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1988).

Focht, G.

M. C. Downer, G. Focht, D. H. Reitze, W. M. Wood, T. R. Zhang, in Ultrafast Phenomena VI, T. Yajima, K. Yoshihara, C. B. Harris, S. Shionoya, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1988).

Fork, R. L.

Franco, M.

G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
[CrossRef]

Freeman, R. R.

H. M. Milchberg, R. R. Freeman, S. C. Davey, R. M. More, Phys. Rev. Lett. 61, 2364 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

R. R. Freeman, T. J. Mcllrath, P. H. Bucksbaum, M. Bashansky, Phys. Rev. Lett. 57, 3156 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Froehly, C.

S. Maneuf, R. Desailly, C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
[CrossRef]

A. Barthelemy, S. Maneuf, C. Froehly, Opt. Commun. 55, 201 (1985).
[CrossRef]

Garmire, E.

R. Y. Chiao, E. Garmire, C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964);V. E. Zakharov, A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 34, 62 (1972).
[CrossRef]

Georges, P.

G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
[CrossRef]

Hasegawa, A.

A. Hasegawa, F. Tappert, Appl. Phys, Lett. 23, 142, 171 (1973).
[CrossRef]

Jackel, J. L.

Kühlke, D.

Leaird, D. E.

Maneuf, S.

S. Maneuf, R. Desailly, C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
[CrossRef]

A. Barthelemy, S. Maneuf, C. Froehly, Opt. Commun. 55, 201 (1985).
[CrossRef]

Mcllrath, T. J.

R. R. Freeman, T. J. Mcllrath, P. H. Bucksbaum, M. Bashansky, Phys. Rev. Lett. 57, 3156 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Migus, A.

G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
[CrossRef]

Milchberg, H. M.

H. M. Milchberg, R. R. Freeman, S. C. Davey, R. M. More, Phys. Rev. Lett. 61, 2364 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

More, R. M.

H. M. Milchberg, R. R. Freeman, S. C. Davey, R. M. More, Phys. Rev. Lett. 61, 2364 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Nelson, K. A.

Nickel, D.

Oliver, M. K.

Pinault, S. C.

Portella, M. T.

R. W. Schoenlein, J.-Y. Bigot, M. T. Portella, C. V. Shank, in Ultrafast Phenomena VII, C. B. Harris, E. P. Ippen, G. A. Mourou, A. H. Zewail, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1990).

Potasek, M. J.

Reitze, D. H.

M. C. Downer, G. Focht, D. H. Reitze, W. M. Wood, T. R. Zhang, in Ultrafast Phenomena VI, T. Yajima, K. Yoshihara, C. B. Harris, S. Shionoya, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1988).

Rolland, C.

Salin, F.

G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
[CrossRef]

Satsuma, J.

J. Satsuma, N. Yajima, Prog. Theor. Phys. Suppl. 55, 284 (1974).
[CrossRef]

Schoenlein, R. W.

R. W. Schoenlein, J.-Y. Bigot, M. T. Portella, C. V. Shank, in Ultrafast Phenomena VII, C. B. Harris, E. P. Ippen, G. A. Mourou, A. H. Zewail, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1990).

Shank, C. V.

R. L. Fork, C. H. Brito-Cruz, P. C. Becker, C. V. Shank, Opt. Lett. 12, 483 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

R. W. Schoenlein, J.-Y. Bigot, M. T. Portella, C. V. Shank, in Ultrafast Phenomena VII, C. B. Harris, E. P. Ippen, G. A. Mourou, A. H. Zewail, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1990).

Silberberg, Y.

Smith, P. W E.

Smith, P. W. E.

Tappert, F.

A. Hasegawa, F. Tappert, Appl. Phys, Lett. 23, 142, 171 (1973).
[CrossRef]

Townes, C. H.

R. Y. Chiao, E. Garmire, C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964);V. E. Zakharov, A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 34, 62 (1972).
[CrossRef]

Treacy, E. B.

E. B. Treacy, IEEE J. Quantum Electron. QE-5, 454 (1969).
[CrossRef]

Vogel, E. M.

von der Linde, D.

Weiner, A. M.

Wiederrecht, G. P.

Wood, W. M.

M. C. Downer, G. Focht, D. H. Reitze, W. M. Wood, T. R. Zhang, in Ultrafast Phenomena VI, T. Yajima, K. Yoshihara, C. B. Harris, S. Shionoya, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1988).

Yajima, N.

J. Satsuma, N. Yajima, Prog. Theor. Phys. Suppl. 55, 284 (1974).
[CrossRef]

Zhang, T. R.

M. C. Downer, G. Focht, D. H. Reitze, W. M. Wood, T. R. Zhang, in Ultrafast Phenomena VI, T. Yajima, K. Yoshihara, C. B. Harris, S. Shionoya, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1988).

Appl. Phys, Lett. (1)

A. Hasegawa, F. Tappert, Appl. Phys, Lett. 23, 142, 171 (1973).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

G. Boyer, M. Franco, J. P. Chambaret, A. Migus, A. Antonetti, P. Georges, F. Salin, A. Brun, Appl. Phys. Lett. 53, 823 (1988).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

E. B. Treacy, IEEE J. Quantum Electron. QE-5, 454 (1969).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (4)

Opt. Commun. (2)

A. Barthelemy, S. Maneuf, C. Froehly, Opt. Commun. 55, 201 (1985).
[CrossRef]

S. Maneuf, R. Desailly, C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
[CrossRef]

Opt. Lett. (4)

Phys. Rev. Lett. (3)

H. M. Milchberg, R. R. Freeman, S. C. Davey, R. M. More, Phys. Rev. Lett. 61, 2364 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

R. R. Freeman, T. J. Mcllrath, P. H. Bucksbaum, M. Bashansky, Phys. Rev. Lett. 57, 3156 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

R. Y. Chiao, E. Garmire, C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964);V. E. Zakharov, A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 34, 62 (1972).
[CrossRef]

Prog. Theor. Phys. Suppl. (1)

J. Satsuma, N. Yajima, Prog. Theor. Phys. Suppl. 55, 284 (1974).
[CrossRef]

Other (2)

M. C. Downer, G. Focht, D. H. Reitze, W. M. Wood, T. R. Zhang, in Ultrafast Phenomena VI, T. Yajima, K. Yoshihara, C. B. Harris, S. Shionoya, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1988).

R. W. Schoenlein, J.-Y. Bigot, M. T. Portella, C. V. Shank, in Ultrafast Phenomena VII, C. B. Harris, E. P. Ippen, G. A. Mourou, A. H. Zewail, eds. (Springer-Verlag, Berlin, 1990).

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

Time-averaged spatial beam profiles at (a) the input face, (b) the output face (peak power 470 kW), and (c) the output face (peak power 47 MW). The fringes result from the interference of two beams, which prevents filamentation in the glass (explained in the text). Graph: ŷ (soliton) and (nonsoliton) dimensions.

Fig. 2
Fig. 2

Frequency spectra of pulses before (Δλ = 6 nm) and after (Δλ = 32 nm) soliton formation.

Fig. 3
Fig. 3

Autocorrelation trace of a compressed pulse. The FWHM is 19 fs, assuming a sech2 pulse shape.

Metrics