Abstract

By use of the recently developed technique of guided-wave frequency conversion, the generation of sub-10-fs light pulses in the UV has been demonstrated for what is believed to be the first time. Cross-phase modulation of the light in a hollow waveguide produced a bandwidth of 16  nm, with a center frequency of 270  nm, at 1  kHz. A simple grating pair was used to compress the pulses to a duration of 8  fs, as measured by self-diffraction frequency-resolved optical gating. In the experiment the compressed energy was greater than 1 μJ, with a peak power of >100 MW; the technique can be scaled to higher energy. Further improvements should make it possible to generate pulses as short as 3 fs with this technique.

© 1999 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. Ringling, O. Kittelmann, F. Noack, G. Korn, and J. Squier, Opt. Lett. 18, 2035 (1993).
    [CrossRef]
  2. S. Backus, J. Peatross, E. Zeek, A. Rundquist, G. Taft, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 21, 665 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. C. G. Durfee, S. Backus, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 22, 1565 (1997).
    [CrossRef]
  4. D. C. Edelstein, E. S. Wachman, L. K. Cheng, W. R. Bosenberg, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 52, 2211 (1988).
    [CrossRef]
  5. L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
    [CrossRef]
  6. R. M. Bowman, J. J. Gerdy, G. Roberts, and A. H. Zewail, J. Phys. Chem. 95, 4635 (1991).
    [CrossRef]
  7. S. Pullen, L. A. Walker, B. Donovan, and R. J. Sension, Chem. Phys. Lett. 242, 415 (1995).
    [CrossRef]
  8. M. T. Asaki, C. P. Huang, D. Garvey, J. Zhou, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Opt. Lett. 18, 977 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. S. Backus, C. Durfee, G. Mourou, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Opt. Lett. 22, 1256 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. S. Backus, C. Durfee, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Rev. Sci. Instrum. 69, 1207 (1998).
    [CrossRef]
  11. M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
    [CrossRef]
  12. M. Nisoli, S. D. Silvestri, O. Svelto, R. Szipocs, K. Ferencz, C. Spielmann, S. Sartania, and F. Krausz, Opt. Lett. 22, 522 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. N. I. Koroteev and A. M. Zheltikov, Appl. Phys. B 67, 53 (1998).
    [CrossRef]
  14. E. A. J. Marcatili and R. A. Schmeltzer, Bell Syst. Tech. J. 43, 1783 (1964).
    [CrossRef]
  15. K. W. DeLong, R. Trebino, and D. J. Kane, J. Opt. Soc. Am. B 11, 1595 (1994).
    [CrossRef]
  16. D. J. Kane and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 29, 571 (1993).
    [CrossRef]
  17. G. Taft, A. Rundquist, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, K. DeLong, R. Trebino, and I. P. Christov, Opt. Lett. 20, 743 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. A. Dalgarno and A. E. Kingston, Proc. R. Soc. London Ser. A 259, 424 (1966).
    [CrossRef]
  19. M. Nisoli, S. D. Silverstri, G. Valiulis, and A. Varanavicius, Appl. Phys. Lett. 68, 3540 (1996).
    [CrossRef]

1998 (3)

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[CrossRef]

S. Backus, C. Durfee, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Rev. Sci. Instrum. 69, 1207 (1998).
[CrossRef]

N. I. Koroteev and A. M. Zheltikov, Appl. Phys. B 67, 53 (1998).
[CrossRef]

1997 (3)

1996 (3)

S. Backus, J. Peatross, E. Zeek, A. Rundquist, G. Taft, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Opt. Lett. 21, 665 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

M. Nisoli, S. D. Silverstri, G. Valiulis, and A. Varanavicius, Appl. Phys. Lett. 68, 3540 (1996).
[CrossRef]

M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
[CrossRef]

1995 (2)

1994 (1)

1993 (3)

1991 (1)

R. M. Bowman, J. J. Gerdy, G. Roberts, and A. H. Zewail, J. Phys. Chem. 95, 4635 (1991).
[CrossRef]

1988 (1)

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, L. K. Cheng, W. R. Bosenberg, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 52, 2211 (1988).
[CrossRef]

1966 (1)

A. Dalgarno and A. E. Kingston, Proc. R. Soc. London Ser. A 259, 424 (1966).
[CrossRef]

1964 (1)

E. A. J. Marcatili and R. A. Schmeltzer, Bell Syst. Tech. J. 43, 1783 (1964).
[CrossRef]

Asaki, M. T.

Backus, S.

Bosenberg, W. R.

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, L. K. Cheng, W. R. Bosenberg, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 52, 2211 (1988).
[CrossRef]

Bowman, R. M.

R. M. Bowman, J. J. Gerdy, G. Roberts, and A. H. Zewail, J. Phys. Chem. 95, 4635 (1991).
[CrossRef]

Cheng, L. K.

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, L. K. Cheng, W. R. Bosenberg, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 52, 2211 (1988).
[CrossRef]

Christov, I. P.

Constantine, S.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[CrossRef]

Dalgarno, A.

A. Dalgarno and A. E. Kingston, Proc. R. Soc. London Ser. A 259, 424 (1966).
[CrossRef]

De Silvestri, S.

M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
[CrossRef]

DeLong, K.

DeLong, K. W.

Donovan, B.

S. Pullen, L. A. Walker, B. Donovan, and R. J. Sension, Chem. Phys. Lett. 242, 415 (1995).
[CrossRef]

Durfee, C.

S. Backus, C. Durfee, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Rev. Sci. Instrum. 69, 1207 (1998).
[CrossRef]

S. Backus, C. Durfee, G. Mourou, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Opt. Lett. 22, 1256 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Durfee, C. G.

Edelstein, D. C.

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, L. K. Cheng, W. R. Bosenberg, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 52, 2211 (1988).
[CrossRef]

Ferencz, K.

Garvey, D.

Gerdy, J. J.

R. M. Bowman, J. J. Gerdy, G. Roberts, and A. H. Zewail, J. Phys. Chem. 95, 4635 (1991).
[CrossRef]

Huang, C. P.

Kane, D. J.

K. W. DeLong, R. Trebino, and D. J. Kane, J. Opt. Soc. Am. B 11, 1595 (1994).
[CrossRef]

D. J. Kane and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 29, 571 (1993).
[CrossRef]

Kapteyn, H. C.

Kingston, A. E.

A. Dalgarno and A. E. Kingston, Proc. R. Soc. London Ser. A 259, 424 (1966).
[CrossRef]

Kittelmann, O.

Korn, G.

Koroteev, N. I.

N. I. Koroteev and A. M. Zheltikov, Appl. Phys. B 67, 53 (1998).
[CrossRef]

Krausz, F.

Lommel, D.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[CrossRef]

Marcatili, E. A. J.

E. A. J. Marcatili and R. A. Schmeltzer, Bell Syst. Tech. J. 43, 1783 (1964).
[CrossRef]

Morais, J.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[CrossRef]

Mourou, G.

Murnane, M. M.

Nisoli, M.

M. Nisoli, S. D. Silvestri, O. Svelto, R. Szipocs, K. Ferencz, C. Spielmann, S. Sartania, and F. Krausz, Opt. Lett. 22, 522 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
[CrossRef]

M. Nisoli, S. D. Silverstri, G. Valiulis, and A. Varanavicius, Appl. Phys. Lett. 68, 3540 (1996).
[CrossRef]

Noack, F.

Peatross, J.

Pullen, S.

S. Pullen, L. A. Walker, B. Donovan, and R. J. Sension, Chem. Phys. Lett. 242, 415 (1995).
[CrossRef]

Reed, M. K.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[CrossRef]

Ringling, J.

Roberts, G.

R. M. Bowman, J. J. Gerdy, G. Roberts, and A. H. Zewail, J. Phys. Chem. 95, 4635 (1991).
[CrossRef]

Rundquist, A.

Sartania, S.

Schmeltzer, R. A.

E. A. J. Marcatili and R. A. Schmeltzer, Bell Syst. Tech. J. 43, 1783 (1964).
[CrossRef]

Sension, R. J.

S. Pullen, L. A. Walker, B. Donovan, and R. J. Sension, Chem. Phys. Lett. 242, 415 (1995).
[CrossRef]

Silverstri, S. D.

M. Nisoli, S. D. Silverstri, G. Valiulis, and A. Varanavicius, Appl. Phys. Lett. 68, 3540 (1996).
[CrossRef]

Silvestri, S. D.

Spielmann, C.

Squier, J.

Steiner-Shepard, M. K.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[CrossRef]

Svelto, O.

Szipocs, R.

Taft, G.

Tang, C. L.

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, L. K. Cheng, W. R. Bosenberg, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 52, 2211 (1988).
[CrossRef]

Trebino, R.

Valiulis, G.

M. Nisoli, S. D. Silverstri, G. Valiulis, and A. Varanavicius, Appl. Phys. Lett. 68, 3540 (1996).
[CrossRef]

Varanavicius, A.

M. Nisoli, S. D. Silverstri, G. Valiulis, and A. Varanavicius, Appl. Phys. Lett. 68, 3540 (1996).
[CrossRef]

Wachman, E. S.

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, L. K. Cheng, W. R. Bosenberg, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 52, 2211 (1988).
[CrossRef]

Walker, L. A.

S. Pullen, L. A. Walker, B. Donovan, and R. J. Sension, Chem. Phys. Lett. 242, 415 (1995).
[CrossRef]

Zeek, E.

Zewail, A. H.

R. M. Bowman, J. J. Gerdy, G. Roberts, and A. H. Zewail, J. Phys. Chem. 95, 4635 (1991).
[CrossRef]

Zheltikov, A. M.

N. I. Koroteev and A. M. Zheltikov, Appl. Phys. B 67, 53 (1998).
[CrossRef]

Zhou, J.

Zhou, Y.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[CrossRef]

Ziegler, L. D.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (1)

N. I. Koroteev and A. M. Zheltikov, Appl. Phys. B 67, 53 (1998).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (3)

M. Nisoli, S. De Silvestri, and O. Svelto, Appl. Phys. Lett. 68, 2793 (1996).
[CrossRef]

M. Nisoli, S. D. Silverstri, G. Valiulis, and A. Varanavicius, Appl. Phys. Lett. 68, 3540 (1996).
[CrossRef]

D. C. Edelstein, E. S. Wachman, L. K. Cheng, W. R. Bosenberg, and C. L. Tang, Appl. Phys. Lett. 52, 2211 (1988).
[CrossRef]

Bell Syst. Tech. J. (1)

E. A. J. Marcatili and R. A. Schmeltzer, Bell Syst. Tech. J. 43, 1783 (1964).
[CrossRef]

Chem. Phys. Lett. (1)

S. Pullen, L. A. Walker, B. Donovan, and R. J. Sension, Chem. Phys. Lett. 242, 415 (1995).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (2)

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[CrossRef]

D. J. Kane and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 29, 571 (1993).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

J. Phys. Chem. (1)

R. M. Bowman, J. J. Gerdy, G. Roberts, and A. H. Zewail, J. Phys. Chem. 95, 4635 (1991).
[CrossRef]

Opt. Lett. (7)

Proc. R. Soc. London Ser. A (1)

A. Dalgarno and A. E. Kingston, Proc. R. Soc. London Ser. A 259, 424 (1966).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

S. Backus, C. Durfee, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Rev. Sci. Instrum. 69, 1207 (1998).
[CrossRef]

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 of the apparatus used to generate, compress, and characterize femtosecond UV pulses. SD-FROG, self-diffraction frequency-resolved optical gating.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental data from the UV pulse-compression experiment: (a) Spectrum of the UV pulse, measured directly (thin curve) and retrieved (thick curve) and group delay from the FROG algorithm. (b) Retrieved intensity profile of the 8-fs UV pulse. Spectra of (c) the pump and (d) the idler emerging from the hollow-core fiber are also shown.

Fig. 3
Fig. 3

Calculated group delay of the three wavelengths under the conditions of the experiment. The thin reference lines show (from left to right) the wavelengths of the signal, the pump, and the idler pulses.

Equations (2)

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

dEsigdz=in2ksig2Ip+2IidEsig+3χ38iksigEp2Eid*exp-iΔkz,
Φsigtn22kpIpt+112kidIidtz.

Metrics