Abstract

We report on the use of a novel technique to measure the gas density from a pulsed gas jet. Deuterium gas is fully ionized with an intense picosecond laser, and the resulting electron density is measured by interferometric probing with a second picosecond pulse. We have applied this technique to characterize a cryogenically cooled, high-density gas jet.

© 1998 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. C. A. Coverdale, C. B. Darrow, R. Jones, W. Sawyer, J. Crane, T. Ditmire, and M. D. Perry, Rev. Sci. Instrum. 66, 160 (1995).
    [CrossRef]
  2. A. L'Huillier, L. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, in Atoms in Intense Laser Fields, M. Gavrila, ed. (Academic, Boston, Mass., 1992), pp. 139–202.
  3. O. F. Hagena and W. Obert, J. Chem. Phys. 56, 1793 (1972).
    [CrossRef]
  4. P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
    [CrossRef]
  5. O. Abraham, J. H. Binn, B. G. Deboer, and G. D. Stein, Phys. Fluids 24, 1017 (1981).
    [CrossRef]
  6. L. A. Lompré, M. Ferray, A. L'Huillier, X. F. Li, and G. Mainfray, J. Appl. Phys. 63, 1791 (1988).
    [CrossRef]
  7. M. D. Perry, C. Darrow, C. Coverdale, and J. K. Crane, Opt. Lett. 17, 523 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. T. Adachi, K. Kondo, and S. Watenabe, Appl. Phys. B 55, 323 (1992).
    [CrossRef]
  9. J. G. Pronko, D. Kohler, I. V. Chapman, T. T. Bardin, P. C. Filbert, and J. D. Hawley, Rev. Sci. Instrum. 64, 1744 (1993).
    [CrossRef]
  10. C. Altucci, C. Beneduce, R. Bruzzese, C. D. Lisio, G. S. Sorrentino, T. Starczewshi, and F. Vigilante, J. Phys. D 29, 68 (1996).
    [CrossRef]

1996 (2)

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

C. Altucci, C. Beneduce, R. Bruzzese, C. D. Lisio, G. S. Sorrentino, T. Starczewshi, and F. Vigilante, J. Phys. D 29, 68 (1996).
[CrossRef]

1995 (1)

C. A. Coverdale, C. B. Darrow, R. Jones, W. Sawyer, J. Crane, T. Ditmire, and M. D. Perry, Rev. Sci. Instrum. 66, 160 (1995).
[CrossRef]

1993 (1)

J. G. Pronko, D. Kohler, I. V. Chapman, T. T. Bardin, P. C. Filbert, and J. D. Hawley, Rev. Sci. Instrum. 64, 1744 (1993).
[CrossRef]

1992 (2)

1988 (1)

L. A. Lompré, M. Ferray, A. L'Huillier, X. F. Li, and G. Mainfray, J. Appl. Phys. 63, 1791 (1988).
[CrossRef]

1981 (1)

O. Abraham, J. H. Binn, B. G. Deboer, and G. D. Stein, Phys. Fluids 24, 1017 (1981).
[CrossRef]

1972 (1)

O. F. Hagena and W. Obert, J. Chem. Phys. 56, 1793 (1972).
[CrossRef]

Abate, J. A.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Abraham, O.

O. Abraham, J. H. Binn, B. G. Deboer, and G. D. Stein, Phys. Fluids 24, 1017 (1981).
[CrossRef]

Adachi, T.

T. Adachi, K. Kondo, and S. Watenabe, Appl. Phys. B 55, 323 (1992).
[CrossRef]

Altucci, C.

C. Altucci, C. Beneduce, R. Bruzzese, C. D. Lisio, G. S. Sorrentino, T. Starczewshi, and F. Vigilante, J. Phys. D 29, 68 (1996).
[CrossRef]

Bardin, T. T.

J. G. Pronko, D. Kohler, I. V. Chapman, T. T. Bardin, P. C. Filbert, and J. D. Hawley, Rev. Sci. Instrum. 64, 1744 (1993).
[CrossRef]

Bartnik, A.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Beneduce, C.

C. Altucci, C. Beneduce, R. Bruzzese, C. D. Lisio, G. S. Sorrentino, T. Starczewshi, and F. Vigilante, J. Phys. D 29, 68 (1996).
[CrossRef]

Binn, J. H.

O. Abraham, J. H. Binn, B. G. Deboer, and G. D. Stein, Phys. Fluids 24, 1017 (1981).
[CrossRef]

Bruzzese, R.

C. Altucci, C. Beneduce, R. Bruzzese, C. D. Lisio, G. S. Sorrentino, T. Starczewshi, and F. Vigilante, J. Phys. D 29, 68 (1996).
[CrossRef]

Celliers, P.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Chapman, I. V.

J. G. Pronko, D. Kohler, I. V. Chapman, T. T. Bardin, P. C. Filbert, and J. D. Hawley, Rev. Sci. Instrum. 64, 1744 (1993).
[CrossRef]

Coverdale, C.

Coverdale, C. A.

C. A. Coverdale, C. B. Darrow, R. Jones, W. Sawyer, J. Crane, T. Ditmire, and M. D. Perry, Rev. Sci. Instrum. 66, 160 (1995).
[CrossRef]

Crane, J.

C. A. Coverdale, C. B. Darrow, R. Jones, W. Sawyer, J. Crane, T. Ditmire, and M. D. Perry, Rev. Sci. Instrum. 66, 160 (1995).
[CrossRef]

Crane, J. K.

Dane, C. B.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Darrow, C.

Darrow, C. B.

C. A. Coverdale, C. B. Darrow, R. Jones, W. Sawyer, J. Crane, T. Ditmire, and M. D. Perry, Rev. Sci. Instrum. 66, 160 (1995).
[CrossRef]

DaSilva, L. B.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Deboer, B. G.

O. Abraham, J. H. Binn, B. G. Deboer, and G. D. Stein, Phys. Fluids 24, 1017 (1981).
[CrossRef]

Ditmire, T.

C. A. Coverdale, C. B. Darrow, R. Jones, W. Sawyer, J. Crane, T. Ditmire, and M. D. Perry, Rev. Sci. Instrum. 66, 160 (1995).
[CrossRef]

Ferray, M.

L. A. Lompré, M. Ferray, A. L'Huillier, X. F. Li, and G. Mainfray, J. Appl. Phys. 63, 1791 (1988).
[CrossRef]

Fiedorowicz, H.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Filbert, P. C.

J. G. Pronko, D. Kohler, I. V. Chapman, T. T. Bardin, P. C. Filbert, and J. D. Hawley, Rev. Sci. Instrum. 64, 1744 (1993).
[CrossRef]

Hackel, L.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Hagena, O. F.

O. F. Hagena and W. Obert, J. Chem. Phys. 56, 1793 (1972).
[CrossRef]

Harder, J.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Hawley, J. D.

J. G. Pronko, D. Kohler, I. V. Chapman, T. T. Bardin, P. C. Filbert, and J. D. Hawley, Rev. Sci. Instrum. 64, 1744 (1993).
[CrossRef]

Jones, R.

C. A. Coverdale, C. B. Darrow, R. Jones, W. Sawyer, J. Crane, T. Ditmire, and M. D. Perry, Rev. Sci. Instrum. 66, 160 (1995).
[CrossRef]

Kohler, D.

J. G. Pronko, D. Kohler, I. V. Chapman, T. T. Bardin, P. C. Filbert, and J. D. Hawley, Rev. Sci. Instrum. 64, 1744 (1993).
[CrossRef]

Kondo, K.

T. Adachi, K. Kondo, and S. Watenabe, Appl. Phys. B 55, 323 (1992).
[CrossRef]

L'Huillier, A.

L. A. Lompré, M. Ferray, A. L'Huillier, X. F. Li, and G. Mainfray, J. Appl. Phys. 63, 1791 (1988).
[CrossRef]

A. L'Huillier, L. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, in Atoms in Intense Laser Fields, M. Gavrila, ed. (Academic, Boston, Mass., 1992), pp. 139–202.

Li, X. F.

L. A. Lompré, M. Ferray, A. L'Huillier, X. F. Li, and G. Mainfray, J. Appl. Phys. 63, 1791 (1988).
[CrossRef]

Lisio, C. D.

C. Altucci, C. Beneduce, R. Bruzzese, C. D. Lisio, G. S. Sorrentino, T. Starczewshi, and F. Vigilante, J. Phys. D 29, 68 (1996).
[CrossRef]

Lompré, L.

A. L'Huillier, L. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, in Atoms in Intense Laser Fields, M. Gavrila, ed. (Academic, Boston, Mass., 1992), pp. 139–202.

Lompré, L. A.

L. A. Lompré, M. Ferray, A. L'Huillier, X. F. Li, and G. Mainfray, J. Appl. Phys. 63, 1791 (1988).
[CrossRef]

Mainfray, G.

L. A. Lompré, M. Ferray, A. L'Huillier, X. F. Li, and G. Mainfray, J. Appl. Phys. 63, 1791 (1988).
[CrossRef]

A. L'Huillier, L. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, in Atoms in Intense Laser Fields, M. Gavrila, ed. (Academic, Boston, Mass., 1992), pp. 139–202.

Maldonado, J. R.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Manus, C.

A. L'Huillier, L. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, in Atoms in Intense Laser Fields, M. Gavrila, ed. (Academic, Boston, Mass., 1992), pp. 139–202.

Mrowka, S.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Norton, M.

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

Obert, W.

O. F. Hagena and W. Obert, J. Chem. Phys. 56, 1793 (1972).
[CrossRef]

Perry, M. D.

C. A. Coverdale, C. B. Darrow, R. Jones, W. Sawyer, J. Crane, T. Ditmire, and M. D. Perry, Rev. Sci. Instrum. 66, 160 (1995).
[CrossRef]

M. D. Perry, C. Darrow, C. Coverdale, and J. K. Crane, Opt. Lett. 17, 523 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Pronko, J. G.

J. G. Pronko, D. Kohler, I. V. Chapman, T. T. Bardin, P. C. Filbert, and J. D. Hawley, Rev. Sci. Instrum. 64, 1744 (1993).
[CrossRef]

Sawyer, W.

C. A. Coverdale, C. B. Darrow, R. Jones, W. Sawyer, J. Crane, T. Ditmire, and M. D. Perry, Rev. Sci. Instrum. 66, 160 (1995).
[CrossRef]

Sorrentino, G. S.

C. Altucci, C. Beneduce, R. Bruzzese, C. D. Lisio, G. S. Sorrentino, T. Starczewshi, and F. Vigilante, J. Phys. D 29, 68 (1996).
[CrossRef]

Starczewshi, T.

C. Altucci, C. Beneduce, R. Bruzzese, C. D. Lisio, G. S. Sorrentino, T. Starczewshi, and F. Vigilante, J. Phys. D 29, 68 (1996).
[CrossRef]

Stein, G. D.

O. Abraham, J. H. Binn, B. G. Deboer, and G. D. Stein, Phys. Fluids 24, 1017 (1981).
[CrossRef]

Vigilante, F.

C. Altucci, C. Beneduce, R. Bruzzese, C. D. Lisio, G. S. Sorrentino, T. Starczewshi, and F. Vigilante, J. Phys. D 29, 68 (1996).
[CrossRef]

Watenabe, S.

T. Adachi, K. Kondo, and S. Watenabe, Appl. Phys. B 55, 323 (1992).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (1)

T. Adachi, K. Kondo, and S. Watenabe, Appl. Phys. B 55, 323 (1992).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (2)

L. A. Lompré, M. Ferray, A. L'Huillier, X. F. Li, and G. Mainfray, J. Appl. Phys. 63, 1791 (1988).
[CrossRef]

P. Celliers, L. B. DaSilva, C. B. Dane, S. Mrowka, M. Norton, J. Harder, L. Hackel, H. Fiedorowicz, A. Bartnik, J. R. Maldonado, and J. A. Abate, J. Appl. Phys. 79, 8258 (1996).
[CrossRef]

J. Chem. Phys. (1)

O. F. Hagena and W. Obert, J. Chem. Phys. 56, 1793 (1972).
[CrossRef]

J. Phys. D (1)

C. Altucci, C. Beneduce, R. Bruzzese, C. D. Lisio, G. S. Sorrentino, T. Starczewshi, and F. Vigilante, J. Phys. D 29, 68 (1996).
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Phys. Fluids (1)

O. Abraham, J. H. Binn, B. G. Deboer, and G. D. Stein, Phys. Fluids 24, 1017 (1981).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (2)

C. A. Coverdale, C. B. Darrow, R. Jones, W. Sawyer, J. Crane, T. Ditmire, and M. D. Perry, Rev. Sci. Instrum. 66, 160 (1995).
[CrossRef]

J. G. Pronko, D. Kohler, I. V. Chapman, T. T. Bardin, P. C. Filbert, and J. D. Hawley, Rev. Sci. Instrum. 64, 1744 (1993).
[CrossRef]

Other (1)

A. L'Huillier, L. Lompré, G. Mainfray, and C. Manus, in Atoms in Intense Laser Fields, M. Gavrila, ed. (Academic, Boston, Mass., 1992), pp. 139–202.

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

Typical interferogram in a D2 gas jet 1.0  mm below the gas jet nozzle. The gas jet has been cooled to a temperature of 105  K and backed with a pressure of 55  bars. The plot is the deconvolved electron density as a function of radius in the center of the image.

Fig. 2
Fig. 2

Measured gas density 1.0  mm below the gas jet as a function of backing pressure for two gas reservoir temperatures. The solid lines are linear fits to the data.

Fig. 3
Fig. 3

Measured gas density as a function of position below the gas jet nozzle when the jet is backed with a pressure of 60  bars at two different reservoir temperatures. The solid curves are fits of Eq.  (1) to the data.

Equations (1)

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

ny=n01+αy2,

Metrics