Abstract

We report experimental evidence of self-guided propagation of femtosecond laser pulses in water. A light filament induced by 170-fs, 527-nm pulses has a diameter of 60 µm (at the 1/e2 level) and persists over a distance of 20 mm. The filamentary mode is sustained over a wide range of input power, and the energy excess is converted into conical emission. In the time domain, the pulse trapped in a filamentary mode experiences a number of splittings occurring in the early stage of filament formation.

© 2003 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

Errata

A. Dubietis, G. Tamošauskas, I. Diomin, and A. Varanavičius, "Self-guided propagation of femtosecond light pulses in water: erratum," Opt. Lett. 29, 519-519 (2004)
https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-29-5-519

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Braun, G. Korn, X. Liu, D. Du, J. Squier, and G. Mourou, Opt. Lett. 20, 73 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. A. Couairon, S. Tzortzakis, L. Berge, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, J. Opt. Soc. Am. B 19, 1117 (2002).
    [CrossRef]
  3. S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
    [CrossRef]
  4. J. Schwarz, P. Rambo, J.-C. Diels, M. Kolesik, E. M. Wright, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 180, 383 (2000).
    [CrossRef]
  5. D. Mikalauskas, A. Dubietis, and R. Danielius, Appl. Phys. B 75, 899 (2002).
    [CrossRef]
  6. L. Berge and A. Couairon, Phys. Rev. Lett. 86, 1003 (2001).
    [CrossRef]
  7. S. Henz and J. Herrmann, Phys. Rev. A 59, 2528 (1999).
    [CrossRef]
  8. S. Tzortzakis, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz, A. Couairon, and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 81, 213902 (2001).
    [CrossRef]
  9. L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, B. Lamouroux, B. Prade, S. Tzortzakis, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (2002).
    [CrossRef]
  10. Z. Wu, H. Jiang, L. Luo, H. Guo, H. Yang, and Q. Gong, Opt. Lett. 27, 448 (2002).
    [CrossRef]
  11. A. Brodeur, F. A. Ilkov, and S. L. Chin, Opt. Commun. 129, 193 (1996).
    [CrossRef]
  12. E. Abraham, K. Minoshima, and H. Matsumoto, Opt. Commun. 176, 441 (2000).
    [CrossRef]
  13. W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 75, 595 (2002).
    [CrossRef]
  14. A. Brodeur and S. L. Chin, J. Opt. Soc. Am. B 16, 637 (1999).
    [CrossRef]
  15. A. Dubietis, G. Valiulis, R. Danielius, and A. Piskarskas, Pure Appl. Opt. 7, 271 (1998).
    [CrossRef]
  16. D. N. Nikogosyan, Properties of Optical and Laser-Related Materials (Wiley, New York, 1997).
  17. A. L. Gaeta, Phys. Rev. Lett. 84, 3582 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. A. A. Zozulya, S. A. Diddams, A. G. Van Engen, and T. S. Clement, Phys. Rev. Lett. 82, 1430 (1999).
    [CrossRef]

2002 (5)

A. Couairon, S. Tzortzakis, L. Berge, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, J. Opt. Soc. Am. B 19, 1117 (2002).
[CrossRef]

D. Mikalauskas, A. Dubietis, and R. Danielius, Appl. Phys. B 75, 899 (2002).
[CrossRef]

L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, B. Lamouroux, B. Prade, S. Tzortzakis, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (2002).
[CrossRef]

Z. Wu, H. Jiang, L. Luo, H. Guo, H. Yang, and Q. Gong, Opt. Lett. 27, 448 (2002).
[CrossRef]

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 75, 595 (2002).
[CrossRef]

2001 (3)

S. Tzortzakis, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz, A. Couairon, and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 81, 213902 (2001).
[CrossRef]

L. Berge and A. Couairon, Phys. Rev. Lett. 86, 1003 (2001).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
[CrossRef]

2000 (3)

J. Schwarz, P. Rambo, J.-C. Diels, M. Kolesik, E. M. Wright, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 180, 383 (2000).
[CrossRef]

A. L. Gaeta, Phys. Rev. Lett. 84, 3582 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

E. Abraham, K. Minoshima, and H. Matsumoto, Opt. Commun. 176, 441 (2000).
[CrossRef]

1999 (3)

A. A. Zozulya, S. A. Diddams, A. G. Van Engen, and T. S. Clement, Phys. Rev. Lett. 82, 1430 (1999).
[CrossRef]

A. Brodeur and S. L. Chin, J. Opt. Soc. Am. B 16, 637 (1999).
[CrossRef]

S. Henz and J. Herrmann, Phys. Rev. A 59, 2528 (1999).
[CrossRef]

1998 (1)

A. Dubietis, G. Valiulis, R. Danielius, and A. Piskarskas, Pure Appl. Opt. 7, 271 (1998).
[CrossRef]

1996 (1)

A. Brodeur, F. A. Ilkov, and S. L. Chin, Opt. Commun. 129, 193 (1996).
[CrossRef]

1995 (1)

Abraham, E.

E. Abraham, K. Minoshima, and H. Matsumoto, Opt. Commun. 176, 441 (2000).
[CrossRef]

Anglos, D.

S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
[CrossRef]

Becker, A.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 75, 595 (2002).
[CrossRef]

Berge, L.

A. Couairon, S. Tzortzakis, L. Berge, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, J. Opt. Soc. Am. B 19, 1117 (2002).
[CrossRef]

L. Berge and A. Couairon, Phys. Rev. Lett. 86, 1003 (2001).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz, A. Couairon, and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 81, 213902 (2001).
[CrossRef]

Braun, A.

Brodeur, A.

A. Brodeur and S. L. Chin, J. Opt. Soc. Am. B 16, 637 (1999).
[CrossRef]

A. Brodeur, F. A. Ilkov, and S. L. Chin, Opt. Commun. 129, 193 (1996).
[CrossRef]

Chin, S. L.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 75, 595 (2002).
[CrossRef]

A. Brodeur and S. L. Chin, J. Opt. Soc. Am. B 16, 637 (1999).
[CrossRef]

A. Brodeur, F. A. Ilkov, and S. L. Chin, Opt. Commun. 129, 193 (1996).
[CrossRef]

Chiron, A.

S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
[CrossRef]

Clement, T. S.

A. A. Zozulya, S. A. Diddams, A. G. Van Engen, and T. S. Clement, Phys. Rev. Lett. 82, 1430 (1999).
[CrossRef]

Couairon, A.

A. Couairon, S. Tzortzakis, L. Berge, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, J. Opt. Soc. Am. B 19, 1117 (2002).
[CrossRef]

L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, B. Lamouroux, B. Prade, S. Tzortzakis, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (2002).
[CrossRef]

L. Berge and A. Couairon, Phys. Rev. Lett. 86, 1003 (2001).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz, A. Couairon, and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 81, 213902 (2001).
[CrossRef]

Danielius, R.

D. Mikalauskas, A. Dubietis, and R. Danielius, Appl. Phys. B 75, 899 (2002).
[CrossRef]

A. Dubietis, G. Valiulis, R. Danielius, and A. Piskarskas, Pure Appl. Opt. 7, 271 (1998).
[CrossRef]

Diddams, S. A.

A. A. Zozulya, S. A. Diddams, A. G. Van Engen, and T. S. Clement, Phys. Rev. Lett. 82, 1430 (1999).
[CrossRef]

Diels, J.-C.

J. Schwarz, P. Rambo, J.-C. Diels, M. Kolesik, E. M. Wright, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 180, 383 (2000).
[CrossRef]

Du, D.

Dubietis, A.

D. Mikalauskas, A. Dubietis, and R. Danielius, Appl. Phys. B 75, 899 (2002).
[CrossRef]

A. Dubietis, G. Valiulis, R. Danielius, and A. Piskarskas, Pure Appl. Opt. 7, 271 (1998).
[CrossRef]

Franco, M.

L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, B. Lamouroux, B. Prade, S. Tzortzakis, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (2002).
[CrossRef]

A. Couairon, S. Tzortzakis, L. Berge, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, J. Opt. Soc. Am. B 19, 1117 (2002).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz, A. Couairon, and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 81, 213902 (2001).
[CrossRef]

Gaeta, A. L.

A. L. Gaeta, Phys. Rev. Lett. 84, 3582 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Golubtsov, I. S.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 75, 595 (2002).
[CrossRef]

Gong, Q.

Guo, H.

Henz, S.

S. Henz and J. Herrmann, Phys. Rev. A 59, 2528 (1999).
[CrossRef]

Herrmann, J.

S. Henz and J. Herrmann, Phys. Rev. A 59, 2528 (1999).
[CrossRef]

Ilkov, F. A.

A. Brodeur, F. A. Ilkov, and S. L. Chin, Opt. Commun. 129, 193 (1996).
[CrossRef]

Iwasaki, A.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 75, 595 (2002).
[CrossRef]

Jiang, H.

Kandidov, V. P.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 75, 595 (2002).
[CrossRef]

Kolesik, M.

J. Schwarz, P. Rambo, J.-C. Diels, M. Kolesik, E. M. Wright, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 180, 383 (2000).
[CrossRef]

Korn, G.

Kosareva, O.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 75, 595 (2002).
[CrossRef]

Lamouroux, B.

L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, B. Lamouroux, B. Prade, S. Tzortzakis, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (2002).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
[CrossRef]

Liu, W.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 75, 595 (2002).
[CrossRef]

Liu, X.

Luo, L.

Matsumoto, H.

E. Abraham, K. Minoshima, and H. Matsumoto, Opt. Commun. 176, 441 (2000).
[CrossRef]

Mikalauskas, D.

D. Mikalauskas, A. Dubietis, and R. Danielius, Appl. Phys. B 75, 899 (2002).
[CrossRef]

Minoshima, K.

E. Abraham, K. Minoshima, and H. Matsumoto, Opt. Commun. 176, 441 (2000).
[CrossRef]

Moloney, J. V.

J. Schwarz, P. Rambo, J.-C. Diels, M. Kolesik, E. M. Wright, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 180, 383 (2000).
[CrossRef]

Mourou, G.

Moustaizis, S. D.

S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
[CrossRef]

Mysyrowicz, A.

A. Couairon, S. Tzortzakis, L. Berge, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, J. Opt. Soc. Am. B 19, 1117 (2002).
[CrossRef]

L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, B. Lamouroux, B. Prade, S. Tzortzakis, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (2002).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz, A. Couairon, and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 81, 213902 (2001).
[CrossRef]

Nikogosyan, D. N.

D. N. Nikogosyan, Properties of Optical and Laser-Related Materials (Wiley, New York, 1997).

Piskarskas, A.

A. Dubietis, G. Valiulis, R. Danielius, and A. Piskarskas, Pure Appl. Opt. 7, 271 (1998).
[CrossRef]

Prade, B.

L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, B. Lamouroux, B. Prade, S. Tzortzakis, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (2002).
[CrossRef]

A. Couairon, S. Tzortzakis, L. Berge, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, J. Opt. Soc. Am. B 19, 1117 (2002).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz, A. Couairon, and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 81, 213902 (2001).
[CrossRef]

Rambo, P.

J. Schwarz, P. Rambo, J.-C. Diels, M. Kolesik, E. M. Wright, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 180, 383 (2000).
[CrossRef]

Schwarz, J.

J. Schwarz, P. Rambo, J.-C. Diels, M. Kolesik, E. M. Wright, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 180, 383 (2000).
[CrossRef]

Squier, J.

Sudrie, L.

L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, B. Lamouroux, B. Prade, S. Tzortzakis, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (2002).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz, A. Couairon, and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 81, 213902 (2001).
[CrossRef]

Tzortzakis, S.

L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, B. Lamouroux, B. Prade, S. Tzortzakis, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (2002).
[CrossRef]

A. Couairon, S. Tzortzakis, L. Berge, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, J. Opt. Soc. Am. B 19, 1117 (2002).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz, A. Couairon, and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 81, 213902 (2001).
[CrossRef]

Valiulis, G.

A. Dubietis, G. Valiulis, R. Danielius, and A. Piskarskas, Pure Appl. Opt. 7, 271 (1998).
[CrossRef]

Van Engen, A. G.

A. A. Zozulya, S. A. Diddams, A. G. Van Engen, and T. S. Clement, Phys. Rev. Lett. 82, 1430 (1999).
[CrossRef]

Wright, E. M.

J. Schwarz, P. Rambo, J.-C. Diels, M. Kolesik, E. M. Wright, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 180, 383 (2000).
[CrossRef]

Wu, Z.

Yang, H.

Zozulya, A. A.

A. A. Zozulya, S. A. Diddams, A. G. Van Engen, and T. S. Clement, Phys. Rev. Lett. 82, 1430 (1999).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (2)

D. Mikalauskas, A. Dubietis, and R. Danielius, Appl. Phys. B 75, 899 (2002).
[CrossRef]

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 75, 595 (2002).
[CrossRef]

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

A. Couairon, S. Tzortzakis, L. Berge, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, J. Opt. Soc. Am. B 19, 1117 (2002).
[CrossRef]

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

Opt. Commun. (4)

S. Tzortzakis, B. Lamouroux, A. Chiron, S. D. Moustaizis, D. Anglos, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Opt. Commun. 197, 131 (2001).
[CrossRef]

J. Schwarz, P. Rambo, J.-C. Diels, M. Kolesik, E. M. Wright, and J. V. Moloney, Opt. Commun. 180, 383 (2000).
[CrossRef]

A. Brodeur, F. A. Ilkov, and S. L. Chin, Opt. Commun. 129, 193 (1996).
[CrossRef]

E. Abraham, K. Minoshima, and H. Matsumoto, Opt. Commun. 176, 441 (2000).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. A (1)

S. Henz and J. Herrmann, Phys. Rev. A 59, 2528 (1999).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (5)

S. Tzortzakis, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz, A. Couairon, and L. Berge, Phys. Rev. Lett. 81, 213902 (2001).
[CrossRef]

L. Sudrie, A. Couairon, M. Franco, B. Lamouroux, B. Prade, S. Tzortzakis, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 89, 186601 (2002).
[CrossRef]

L. Berge and A. Couairon, Phys. Rev. Lett. 86, 1003 (2001).
[CrossRef]

A. L. Gaeta, Phys. Rev. Lett. 84, 3582 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

A. A. Zozulya, S. A. Diddams, A. G. Van Engen, and T. S. Clement, Phys. Rev. Lett. 82, 1430 (1999).
[CrossRef]

Pure Appl. Opt. (1)

A. Dubietis, G. Valiulis, R. Danielius, and A. Piskarskas, Pure Appl. Opt. 7, 271 (1998).
[CrossRef]

Other (1)

D. N. Nikogosyan, Properties of Optical and Laser-Related Materials (Wiley, New York, 1997).

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 (4)

Fig. 1
Fig. 1

Normalized three-dimensional beam profiles at the output plane of the water cell. The output power is 3.5 Pcrit (left column) and 6.6 Pcrit (right column). Cell lengths are 20, 31, and 41 mm for the top, middle, and bottom rows, respectively.

Fig. 2
Fig. 2

(a) On-axis spectrum and (b) spectral-angular distribution of the radiation at the exit of the 31-mm-long water cell at P=6Pcrit.

Fig. 3
Fig. 3

Transmitted energy versus incident energy as measured with open and closed iris aperture. The cell length is 31 mm.

Fig. 4
Fig. 4

Cross-correlation traces of the filamentary mode scanned by a 527-nm, 170-fs pulse.

Metrics