Abstract

A simulation model including the effects of nonlinear polarization of a background neutral gas on the propagation of intense short pulse lasers is presented. The model includes the finite response time of the gas by using a soft-core Coulombic potential for the bound electrons. A test problem for self-focusing of a pulse is presented. Agreement with theoretical predictions for the self-focusing of an intense laser pulse in a gas with a finite-response-time nonlinear polarization included is found.

© 1999 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. T. Tajima and J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett. 43, 267 (1979).
  2. G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).
  3. A. Sullivan, H. Hamster, S. P. Gordan, R. W. Falcone, and H. Nathel, Opt. Lett. 19, 1544 (1994).
  4. H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).
  5. X. Liu and D. Umstadter, in Short Wavelength V: Physics with Intense Laser Pulses, M. D. Perry and P. B. Corkum, eds., Vol. 17 of OSA Proceedings Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1993), p. 45.
  6. P. Sprangle, E. Esarey, and J. Krall, Phys. Rev. E 54, 4211 (1996).
  7. R. M. Joseph, P. M. Goorjian, and A. Taflove, Opt. Lett. 18, 491 (1993).
  8. L. Pan, K. T. Taylor, and C. W. Clarke, J. Opt. Soc. Am. B 7, 509 (1990).
  9. J. H. Eberly, J. Javanainen, and K. Rza̧żewski, Phys. Rep. 204, 331 (1991).
  10. R. W. Boyd, Nonlinear Optics (Academic, San Diego, Calif., 1992).
  11. E. L. Lindman, J. Comp. Phys. 18, 66 (1975).
  12. Y. R. Shen, The Principles of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984).
  13. G. K. L. Wong and Y. R. Shen, Phys. Rev. Lett. 32, 527 (1973).
  14. A. Braun, G. Korn, X. Liu, D. Du, J. Squier, and G. Mourou, Opt. Lett. 20, 73 (1995); A. Brodeur, C. Y. Chien, F. A. Ilkov, S. L. Chin, O. G. Kosareva, and V. P. Kandidov, Opt. Lett. 22, 304 (1997); H. R. Lange, G. Grillon, J.-F. Ripoche, M. A. Franco, B. Lamouroux, B. S. Prade, A. Mysyrowicz, E. T. J. Nibbering, and A. Chiron, Opt. Lett. 23, 304 (1998).

1998

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

1996

P. Sprangle, E. Esarey, and J. Krall, Phys. Rev. E 54, 4211 (1996).

1995

1994

1993

1991

J. H. Eberly, J. Javanainen, and K. Rza̧żewski, Phys. Rep. 204, 331 (1991).

1990

L. Pan, K. T. Taylor, and C. W. Clarke, J. Opt. Soc. Am. B 7, 509 (1990).

1987

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

1979

T. Tajima and J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett. 43, 267 (1979).

1975

E. L. Lindman, J. Comp. Phys. 18, 66 (1975).

1973

G. K. L. Wong and Y. R. Shen, Phys. Rev. Lett. 32, 527 (1973).

Ahn, H.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Barnes, D. C.

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

Boyd, R. W.

R. W. Boyd, Nonlinear Optics (Academic, San Diego, Calif., 1992).

Braun, A.

Brodeur, A.

Chien, C. Y.

Chin, S. L.

Chiron, A.

Clarke, C. W.

L. Pan, K. T. Taylor, and C. W. Clarke, J. Opt. Soc. Am. B 7, 509 (1990).

Dawson, J. M.

T. Tajima and J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett. 43, 267 (1979).

Dewa, H.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Du, D.

Eberly, J. H.

J. H. Eberly, J. Javanainen, and K. Rza̧żewski, Phys. Rep. 204, 331 (1991).

Esarey, E.

P. Sprangle, E. Esarey, and J. Krall, Phys. Rev. E 54, 4211 (1996).

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

Falcone, R. W.

Franco, M. A.

Goorjian, P. M.

Gordan, S. P.

Grillon, G.

Guzdar, P.

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

Hamster, H.

Harano, H.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Ilkov, F. A.

Javanainen, J.

J. H. Eberly, J. Javanainen, and K. Rza̧żewski, Phys. Rep. 204, 331 (1991).

Joseph, R. M.

Kandidov, V. P.

Kando, M.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Kinoshita, K.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Kondoh, S.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Korn, G.

Kosareva, O. G.

Kotaki, H.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Krall, J.

P. Sprangle, E. Esarey, and J. Krall, Phys. Rev. E 54, 4211 (1996).

Kurki-Suonio, T.

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

Lamouroux, B.

Lange, H. R.

Lee, Y. C.

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

Lindman, E. L.

E. L. Lindman, J. Comp. Phys. 18, 66 (1975).

Liu, X.

Mourou, G.

Mysyrowicz, A.

Nakajima, K.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Nakanishi, H.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Nathel, H.

Nibbering, E. T. J.

Ogata, A.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Ott, E.

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

Pan, L.

L. Pan, K. T. Taylor, and C. W. Clarke, J. Opt. Soc. Am. B 7, 509 (1990).

Prade, B. S.

Ripoche, J.-F.

Rza¸zewski, K.

J. H. Eberly, J. Javanainen, and K. Rza̧żewski, Phys. Rep. 204, 331 (1991).

Sakai, H.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Shen, Y. R.

G. K. L. Wong and Y. R. Shen, Phys. Rev. Lett. 32, 527 (1973).

Y. R. Shen, The Principles of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984).

Sprangle, P.

P. Sprangle, E. Esarey, and J. Krall, Phys. Rev. E 54, 4211 (1996).

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

Squier, J.

Sullivan, A.

Sun, G. Z.

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

Taflove, A.

Tajima, T.

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

T. Tajima and J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett. 43, 267 (1979).

Tang, C. M.

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

Taylor, K. T.

L. Pan, K. T. Taylor, and C. W. Clarke, J. Opt. Soc. Am. B 7, 509 (1990).

Ueda, T.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Uesaka, M.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Umstadter, D.

X. Liu and D. Umstadter, in Short Wavelength V: Physics with Intense Laser Pulses, M. D. Perry and P. B. Corkum, eds., Vol. 17 of OSA Proceedings Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1993), p. 45.

Watanabe, T.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Wong, G. K. L.

G. K. L. Wong and Y. R. Shen, Phys. Rev. Lett. 32, 527 (1973).

Yoshii, K.

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

J. Comp. Phys.

E. L. Lindman, J. Comp. Phys. 18, 66 (1975).

J. Opt. Soc. Am. B

L. Pan, K. T. Taylor, and C. W. Clarke, J. Opt. Soc. Am. B 7, 509 (1990).

Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A

H. Dewa, H. Ahn, H. Harano, M. Kando, K. Kinoshita, S. Kondoh, H. Kotaki, K. Nakajima, H. Nakanishi, A. Ogata, H. Sakai, M. Uesaka, T. Ueda, T. Watanabe, and K. Yoshii, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 410, 357 (1998).

Opt. Lett.

Phys. Fluids

G. Z. Sun, E. Ott, Y. C. Lee, and P. Guzdar, Phys. Fluids 30, 526 (1987); D. C. Barnes, T. Kurki-Suonio, and T. Tajima, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 154 (1987); P. Sprangle, C. M. Tang, and E. Esarey, IEEE Trans. Plasma Sci. PS-15, 145 (1987).

Phys. Rep.

J. H. Eberly, J. Javanainen, and K. Rza̧żewski, Phys. Rep. 204, 331 (1991).

Phys. Rev. E

P. Sprangle, E. Esarey, and J. Krall, Phys. Rev. E 54, 4211 (1996).

Phys. Rev. Lett.

G. K. L. Wong and Y. R. Shen, Phys. Rev. Lett. 32, 527 (1973).

T. Tajima and J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett. 43, 267 (1979).

Vol. 17 of OSA Proceedings Series

X. Liu and D. Umstadter, in Short Wavelength V: Physics with Intense Laser Pulses, M. D. Perry and P. B. Corkum, eds., Vol. 17 of OSA Proceedings Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1993), p. 45.

Other

R. W. Boyd, Nonlinear Optics (Academic, San Diego, Calif., 1992).

Y. R. Shen, The Principles of Nonlinear Optics (Wiley, 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.


Metrics