Abstract

The competition between optical breakdown (OB) and laser-pulse filamentation (FL) in bulk fused silica is investigated by using a 1-kHz femtosecond infrared laser. We measure input powers corresponding to the threshold of OB and FL in terms of external focusing conditions. The results demonstrate that OB precedes FL for tight focusing, whereas for sufficiently long focal lengths FL takes places at a lower power than OB does.

© 2003 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. K. Minoshima, A. M. Kowalevicz, I. Hartl, E. Ippen, and J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 26, 1516 (2001).
    [CrossRef]
  2. A. Marcinkevicius, S. Juodkazis, M. Watanabe, M. Miwa, S. Matsuo, H. Misawa, and J. Nishii, Opt. Lett. 26, 277 (2001).
    [CrossRef]
  3. E. N. Glezer, M. Milosavljevic, L. Huang, R. J. Finlay, T. H. Her, J. P. Callan, and E. Mazur, Opt. Lett. 21, 2023 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. W. Watanabe, T. Toma, K. Yamada, J. Nishii, K.-I. Hayashi, and K. Itoh, Opt. Lett. 25, 1669 (2000).
    [CrossRef]
  5. K. M. Davis, K. Miura, K. Sugimoto, and K. Hirao, Opt. Lett. 21, 1729 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. A. Saliminia, N. T. Nguyen, M. C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
    [CrossRef]
  7. D. Homoelle, S. Wielandy, A. L. Gaeta, N. F. Borrelli, and C. Smith, Opt. Lett. 24, 1311 (1999).
    [CrossRef]
  8. Y. Sikorski, A. A. Said, P. Bado, R. Maynard, C. Florea, and K. A. Winick, Electron. Lett. 36, 226 (2000).
    [CrossRef]
  9. E. Fertein, C. Przygodzki, H. Delbarre, A. Hidayat, M. Douay, and P. Niay, Appl. Opt. 40, 3506 (2001).
    [CrossRef]
  10. A. M. Streltsov and N. F. Borrelli, Opt. Lett. 26, 42 (2001).
    [CrossRef]
  11. Y. Xu, S. Juodkazis, K. Sun, M. Wabe, S. Matsuo, H. Misawa, and J. Nishii, Opt. Lett. 26, 325 (2001).
    [CrossRef]
  12. S. H. Cho, H. Kumagai, and K. Midorikawa, Opt. Commun. 207, 243 (2002).
    [CrossRef]
  13. K. Yamada, W. Watanabe, T. Toma, K. Itoh, and J. Nishii, Opt. Lett. 26, 19 (2001).
    [CrossRef]
  14. S. L. Chin, A. Brodeur, S. Petit, O. G. Kosareva, and V. P. Kandidov, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 8, 121 (1999).
    [CrossRef]
  15. A. Brodeur and S. L. Chin, J. Opt. Soc. Am. B 16, 637 (1999).
    [CrossRef]
  16. N. Akozbek, M. Scalora, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 191, 353 (2001).
    [CrossRef]
  17. P. K. Kennedy, IEEE J. Quantum Electron. 31, 2250 (1995).
    [CrossRef]
  18. D. Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier, and G. Mourou, Appl. Phys. Lett. 64, 3071 (1994).
    [CrossRef]
  19. W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 215 (2003).
    [CrossRef]
  20. F. A. Ilkov, L. S. Ilkova, and S. L. Chin, Opt. Lett. 18, 681 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  21. Q. Feng, J. V. Moloney, A. C. Newell, and E. M. Wright, Opt. Lett. 20, 1958 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  22. W. Liu, S. Petit, A. Becker, N. Akozbek, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 202, 189 (2002).
    [CrossRef]
  23. M. Li, S. Menon, J. P. Nibarger, and G. N. Gibson, Phys. Rev. Lett. 11, 2394 (1999).
    [CrossRef]

2003

A. Saliminia, N. T. Nguyen, M. C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 215 (2003).
[CrossRef]

2002

S. H. Cho, H. Kumagai, and K. Midorikawa, Opt. Commun. 207, 243 (2002).
[CrossRef]

W. Liu, S. Petit, A. Becker, N. Akozbek, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 202, 189 (2002).
[CrossRef]

2001

2000

W. Watanabe, T. Toma, K. Yamada, J. Nishii, K.-I. Hayashi, and K. Itoh, Opt. Lett. 25, 1669 (2000).
[CrossRef]

Y. Sikorski, A. A. Said, P. Bado, R. Maynard, C. Florea, and K. A. Winick, Electron. Lett. 36, 226 (2000).
[CrossRef]

1999

M. Li, S. Menon, J. P. Nibarger, and G. N. Gibson, Phys. Rev. Lett. 11, 2394 (1999).
[CrossRef]

D. Homoelle, S. Wielandy, A. L. Gaeta, N. F. Borrelli, and C. Smith, Opt. Lett. 24, 1311 (1999).
[CrossRef]

S. L. Chin, A. Brodeur, S. Petit, O. G. Kosareva, and V. P. Kandidov, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 8, 121 (1999).
[CrossRef]

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

1996

1995

1994

D. Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier, and G. Mourou, Appl. Phys. Lett. 64, 3071 (1994).
[CrossRef]

1993

Akozbek, N.

W. Liu, S. Petit, A. Becker, N. Akozbek, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 202, 189 (2002).
[CrossRef]

N. Akozbek, M. Scalora, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 191, 353 (2001).
[CrossRef]

Bado, P.

Y. Sikorski, A. A. Said, P. Bado, R. Maynard, C. Florea, and K. A. Winick, Electron. Lett. 36, 226 (2000).
[CrossRef]

Becker, A.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 215 (2003).
[CrossRef]

W. Liu, S. Petit, A. Becker, N. Akozbek, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 202, 189 (2002).
[CrossRef]

Borrelli, N. F.

Bowden, C. M.

W. Liu, S. Petit, A. Becker, N. Akozbek, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 202, 189 (2002).
[CrossRef]

N. Akozbek, M. Scalora, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 191, 353 (2001).
[CrossRef]

Brodeur, A.

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

S. L. Chin, A. Brodeur, S. Petit, O. G. Kosareva, and V. P. Kandidov, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 8, 121 (1999).
[CrossRef]

Callan, J. P.

Chin, S. L.

A. Saliminia, N. T. Nguyen, M. C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 215 (2003).
[CrossRef]

W. Liu, S. Petit, A. Becker, N. Akozbek, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 202, 189 (2002).
[CrossRef]

N. Akozbek, M. Scalora, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 191, 353 (2001).
[CrossRef]

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

S. L. Chin, A. Brodeur, S. Petit, O. G. Kosareva, and V. P. Kandidov, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 8, 121 (1999).
[CrossRef]

F. A. Ilkov, L. S. Ilkova, and S. L. Chin, Opt. Lett. 18, 681 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Cho, S. H.

S. H. Cho, H. Kumagai, and K. Midorikawa, Opt. Commun. 207, 243 (2002).
[CrossRef]

Davis, K. M.

Delbarre, H.

Douay, M.

Du, D.

D. Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier, and G. Mourou, Appl. Phys. Lett. 64, 3071 (1994).
[CrossRef]

Feng, Q.

Fertein, E.

Finlay, R. J.

Florea, C.

Y. Sikorski, A. A. Said, P. Bado, R. Maynard, C. Florea, and K. A. Winick, Electron. Lett. 36, 226 (2000).
[CrossRef]

Fujimoto, J. G.

Gaeta, A. L.

Gibson, G. N.

M. Li, S. Menon, J. P. Nibarger, and G. N. Gibson, Phys. Rev. Lett. 11, 2394 (1999).
[CrossRef]

Glezer, E. N.

Golubtsov, I. S.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 215 (2003).
[CrossRef]

Hartl, I.

Hayashi, K.-I.

Her, T. H.

Hidayat, A.

Hirao, K.

Homoelle, D.

Huang, L.

Ilkov, F. A.

Ilkova, L. S.

Ippen, E.

Itoh, K.

Iwasaki, A.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 215 (2003).
[CrossRef]

Juodkazis, S.

Kandidov, V. P.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 215 (2003).
[CrossRef]

S. L. Chin, A. Brodeur, S. Petit, O. G. Kosareva, and V. P. Kandidov, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 8, 121 (1999).
[CrossRef]

Kennedy, P. K.

P. K. Kennedy, IEEE J. Quantum Electron. 31, 2250 (1995).
[CrossRef]

Korn, G.

D. Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier, and G. Mourou, Appl. Phys. Lett. 64, 3071 (1994).
[CrossRef]

Kosareva, O.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 215 (2003).
[CrossRef]

Kosareva, O. G.

S. L. Chin, A. Brodeur, S. Petit, O. G. Kosareva, and V. P. Kandidov, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 8, 121 (1999).
[CrossRef]

Kowalevicz, A. M.

Kumagai, H.

S. H. Cho, H. Kumagai, and K. Midorikawa, Opt. Commun. 207, 243 (2002).
[CrossRef]

Li, M.

M. Li, S. Menon, J. P. Nibarger, and G. N. Gibson, Phys. Rev. Lett. 11, 2394 (1999).
[CrossRef]

Liu, W.

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 215 (2003).
[CrossRef]

W. Liu, S. Petit, A. Becker, N. Akozbek, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 202, 189 (2002).
[CrossRef]

Liu, X.

D. Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier, and G. Mourou, Appl. Phys. Lett. 64, 3071 (1994).
[CrossRef]

Marcinkevicius, A.

Matsuo, S.

Maynard, R.

Y. Sikorski, A. A. Said, P. Bado, R. Maynard, C. Florea, and K. A. Winick, Electron. Lett. 36, 226 (2000).
[CrossRef]

Mazur, E.

Menon, S.

M. Li, S. Menon, J. P. Nibarger, and G. N. Gibson, Phys. Rev. Lett. 11, 2394 (1999).
[CrossRef]

Midorikawa, K.

S. H. Cho, H. Kumagai, and K. Midorikawa, Opt. Commun. 207, 243 (2002).
[CrossRef]

Milosavljevic, M.

Minoshima, K.

Misawa, H.

Miura, K.

Miwa, M.

Moloney, J. V.

Mourou, G.

D. Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier, and G. Mourou, Appl. Phys. Lett. 64, 3071 (1994).
[CrossRef]

Nadeau, M. C.

A. Saliminia, N. T. Nguyen, M. C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

Newell, A. C.

Nguyen, N. T.

A. Saliminia, N. T. Nguyen, M. C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

Niay, P.

Nibarger, J. P.

M. Li, S. Menon, J. P. Nibarger, and G. N. Gibson, Phys. Rev. Lett. 11, 2394 (1999).
[CrossRef]

Nishii, J.

Petit, S.

A. Saliminia, N. T. Nguyen, M. C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

W. Liu, S. Petit, A. Becker, N. Akozbek, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 202, 189 (2002).
[CrossRef]

S. L. Chin, A. Brodeur, S. Petit, O. G. Kosareva, and V. P. Kandidov, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 8, 121 (1999).
[CrossRef]

Przygodzki, C.

Said, A. A.

Y. Sikorski, A. A. Said, P. Bado, R. Maynard, C. Florea, and K. A. Winick, Electron. Lett. 36, 226 (2000).
[CrossRef]

Saliminia, A.

A. Saliminia, N. T. Nguyen, M. C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

Scalora, M.

N. Akozbek, M. Scalora, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 191, 353 (2001).
[CrossRef]

Sikorski, Y.

Y. Sikorski, A. A. Said, P. Bado, R. Maynard, C. Florea, and K. A. Winick, Electron. Lett. 36, 226 (2000).
[CrossRef]

Smith, C.

Squier, J.

D. Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier, and G. Mourou, Appl. Phys. Lett. 64, 3071 (1994).
[CrossRef]

Streltsov, A. M.

Sugimoto, K.

Sun, K.

Toma, T.

Vallée, R.

A. Saliminia, N. T. Nguyen, M. C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

Wabe, M.

Watanabe, M.

Watanabe, W.

Wielandy, S.

Winick, K. A.

Y. Sikorski, A. A. Said, P. Bado, R. Maynard, C. Florea, and K. A. Winick, Electron. Lett. 36, 226 (2000).
[CrossRef]

Wright, E. M.

Xu, Y.

Yamada, K.

Appl. Opt.

Appl. Phys. B

W. Liu, O. Kosareva, I. S. Golubtsov, A. Iwasaki, A. Becker, V. P. Kandidov, and S. L. Chin, Appl. Phys. B 76, 215 (2003).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

D. Du, X. Liu, G. Korn, J. Squier, and G. Mourou, Appl. Phys. Lett. 64, 3071 (1994).
[CrossRef]

Electron. Lett.

Y. Sikorski, A. A. Said, P. Bado, R. Maynard, C. Florea, and K. A. Winick, Electron. Lett. 36, 226 (2000).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron.

P. K. Kennedy, IEEE J. Quantum Electron. 31, 2250 (1995).
[CrossRef]

J. Appl. Phys.

A. Saliminia, N. T. Nguyen, M. C. Nadeau, S. Petit, S. L. Chin, and R. Vallée, J. Appl. Phys. 93, 3724 (2003).
[CrossRef]

J. Nonlinear Opt. Phys. Mater.

S. L. Chin, A. Brodeur, S. Petit, O. G. Kosareva, and V. P. Kandidov, J. Nonlinear Opt. Phys. Mater. 8, 121 (1999).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

Opt. Commun.

S. H. Cho, H. Kumagai, and K. Midorikawa, Opt. Commun. 207, 243 (2002).
[CrossRef]

Opt. Commun.

N. Akozbek, M. Scalora, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 191, 353 (2001).
[CrossRef]

W. Liu, S. Petit, A. Becker, N. Akozbek, C. M. Bowden, and S. L. Chin, Opt. Commun. 202, 189 (2002).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

M. Li, S. Menon, J. P. Nibarger, and G. N. Gibson, Phys. Rev. Lett. 11, 2394 (1999).
[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 (2)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Experimental setup. MO, microscope objective; 1, 4, lens; 2, 5, mirror; 3, bandpass filter; 6, blue filter (BG-12); PD, photodiode; PMT, photomultiplier tube. (b) Plasma emission and scattered laser spectra for OB. (c) Typical SC (white-light laser) spectrum. [No filter or mirror used in (b) and (c)].

Fig. 2
Fig. 2

Threshold energies for OB and FL as a function of focal length. The insets show typical OB and FL plasma images corresponding to each region.

Metrics