Abstract

In this Letter we provide what is believed to be the first experimental evidence of suppression of the number of filaments for high-intensity laser pulses propagating in air by beam astigmatism. We also show that the number, pattern, and spatial stability of the filaments can be controlled by varying the angle that a focusing lens makes with the axial direction of propagation. This new methodology can be useful for applications involving atmospheric propagation, such as remote sensing.

© 2004 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

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. L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).
  3. E. T. J. Nibbering, P. F. Curley, G. Grillon, B. S. Prade, M. A. Franco, F. Salin, and A. Mysyrowicz, Opt. Lett. 21, 62 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. A. Talebpour, S. Petit, and S. L. Chin, Opt. Commun. 171, 285 (1999).
    [CrossRef]
  5. S. Tzortzakis, L. Bergé, A. Couairon, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 86, 5470 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. V. I. Bespalov and V. I. Talanov, JETP 3, 471 (1966).
  7. J. W. Grantham, H. M. Gibbs, G. Khitrova, J. F. Valley, and J. J. Xu, Phys. Rev. Lett. 66, 1422 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. G. Fibich and B. Ilan, Phys. Rev. Lett. 89, 13901 (2002).
    [CrossRef]
  9. G. Fibich and B. Ilan, Phys. Rev. E 67, 36622 (2003).
    [CrossRef]
  10. A. Dubietis, G. Tamosauskas, G. Fibich, and B. Ilan, Opt. Lett. 29, 1126 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. G. Fibich and G. Papanicolaou, SIAM (Soc. Ind. Appl. Math.) J. Appl. Math. 60, 183 (1999).
    [CrossRef]
  12. K. D. Moll, A. L. Gaeta, and G. Fibich, Phys. Rev. Lett. 90, 203902 (2003).
    [CrossRef]
  13. S. Skupin, U. Peschel, C. Etrich, L. Leine, D. Michaelis, and F. Lederer, Opt. Lett. 27, 1812 (2002).
    [CrossRef]

2004 (1)

2003 (2)

K. D. Moll, A. L. Gaeta, and G. Fibich, Phys. Rev. Lett. 90, 203902 (2003).
[CrossRef]

G. Fibich and B. Ilan, Phys. Rev. E 67, 36622 (2003).
[CrossRef]

2002 (2)

2001 (1)

S. Tzortzakis, L. Bergé, A. Couairon, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 86, 5470 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

1999 (2)

A. Talebpour, S. Petit, and S. L. Chin, Opt. Commun. 171, 285 (1999).
[CrossRef]

G. Fibich and G. Papanicolaou, SIAM (Soc. Ind. Appl. Math.) J. Appl. Math. 60, 183 (1999).
[CrossRef]

1997 (1)

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

1996 (1)

1995 (1)

1991 (1)

J. W. Grantham, H. M. Gibbs, G. Khitrova, J. F. Valley, and J. J. Xu, Phys. Rev. Lett. 66, 1422 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

1966 (1)

V. I. Bespalov and V. I. Talanov, JETP 3, 471 (1966).

Bergé, L.

S. Tzortzakis, L. Bergé, A. Couairon, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 86, 5470 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Bespalov, V. I.

V. I. Bespalov and V. I. Talanov, JETP 3, 471 (1966).

Braun, A.

Chin, S. L.

A. Talebpour, S. Petit, and S. L. Chin, Opt. Commun. 171, 285 (1999).
[CrossRef]

Couairon, A.

S. Tzortzakis, L. Bergé, A. Couairon, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 86, 5470 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Curley, P. F.

Du, D.

Dubietis, A.

Etrich, C.

Fibich, G.

A. Dubietis, G. Tamosauskas, G. Fibich, and B. Ilan, Opt. Lett. 29, 1126 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

G. Fibich and B. Ilan, Phys. Rev. E 67, 36622 (2003).
[CrossRef]

K. D. Moll, A. L. Gaeta, and G. Fibich, Phys. Rev. Lett. 90, 203902 (2003).
[CrossRef]

G. Fibich and B. Ilan, Phys. Rev. Lett. 89, 13901 (2002).
[CrossRef]

G. Fibich and G. Papanicolaou, SIAM (Soc. Ind. Appl. Math.) J. Appl. Math. 60, 183 (1999).
[CrossRef]

Franco, M.

S. Tzortzakis, L. Bergé, A. Couairon, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 86, 5470 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Franco, M. A.

Gaeta, A. L.

K. D. Moll, A. L. Gaeta, and G. Fibich, Phys. Rev. Lett. 90, 203902 (2003).
[CrossRef]

Gibbs, H. M.

J. W. Grantham, H. M. Gibbs, G. Khitrova, J. F. Valley, and J. J. Xu, Phys. Rev. Lett. 66, 1422 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Grantham, J. W.

J. W. Grantham, H. M. Gibbs, G. Khitrova, J. F. Valley, and J. J. Xu, Phys. Rev. Lett. 66, 1422 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Grillon, G.

Ilan, B.

A. Dubietis, G. Tamosauskas, G. Fibich, and B. Ilan, Opt. Lett. 29, 1126 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

G. Fibich and B. Ilan, Phys. Rev. E 67, 36622 (2003).
[CrossRef]

G. Fibich and B. Ilan, Phys. Rev. Lett. 89, 13901 (2002).
[CrossRef]

Khitrova, G.

J. W. Grantham, H. M. Gibbs, G. Khitrova, J. F. Valley, and J. J. Xu, Phys. Rev. Lett. 66, 1422 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Korn, G.

Lederer, F.

Leine, L.

Liu, X.

Michaelis, D.

Moll, K. D.

K. D. Moll, A. L. Gaeta, and G. Fibich, Phys. Rev. Lett. 90, 203902 (2003).
[CrossRef]

Mourou, G.

Mysyrowicz, A.

S. Tzortzakis, L. Bergé, A. Couairon, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 86, 5470 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

E. T. J. Nibbering, P. F. Curley, G. Grillon, B. S. Prade, M. A. Franco, F. Salin, and A. Mysyrowicz, Opt. Lett. 21, 62 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Nibbering, E. T. J.

Niedermeier, S.

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Nikolov, S.

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Papanicolaou, G.

G. Fibich and G. Papanicolaou, SIAM (Soc. Ind. Appl. Math.) J. Appl. Math. 60, 183 (1999).
[CrossRef]

Peschel, U.

Petit, S.

A. Talebpour, S. Petit, and S. L. Chin, Opt. Commun. 171, 285 (1999).
[CrossRef]

Prade, B.

S. Tzortzakis, L. Bergé, A. Couairon, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 86, 5470 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Prade, B. S.

Rairoux, P.

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Salin, F.

Sauerbrey, R.

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Schillinger, H.

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Skupin, S.

Squier, J.

Stein, B.

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Talanov, V. I.

V. I. Bespalov and V. I. Talanov, JETP 3, 471 (1966).

Talebpour, A.

A. Talebpour, S. Petit, and S. L. Chin, Opt. Commun. 171, 285 (1999).
[CrossRef]

Tamosauskas, G.

Tzortzakis, S.

S. Tzortzakis, L. Bergé, A. Couairon, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 86, 5470 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Valley, J. F.

J. W. Grantham, H. M. Gibbs, G. Khitrova, J. F. Valley, and J. J. Xu, Phys. Rev. Lett. 66, 1422 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Wedekind, C.

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Werner, Chr.

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Wille, H.

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Wöste, L.

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Xu, J. J.

J. W. Grantham, H. M. Gibbs, G. Khitrova, J. F. Valley, and J. J. Xu, Phys. Rev. Lett. 66, 1422 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

JETP (1)

V. I. Bespalov and V. I. Talanov, JETP 3, 471 (1966).

Laser Optoelektron. (1)

L. Wöste, C. Wedekind, H. Wille, P. Rairoux, B. Stein, S. Nikolov, Chr. Werner, S. Niedermeier, H. Schillinger, and R. Sauerbrey, Laser Optoelektron. 29, 51 (1997).

Opt. Commun. (1)

A. Talebpour, S. Petit, and S. L. Chin, Opt. Commun. 171, 285 (1999).
[CrossRef]

Opt. Lett. (4)

Phys. Rev. E (1)

G. Fibich and B. Ilan, Phys. Rev. E 67, 36622 (2003).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (4)

J. W. Grantham, H. M. Gibbs, G. Khitrova, J. F. Valley, and J. J. Xu, Phys. Rev. Lett. 66, 1422 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

G. Fibich and B. Ilan, Phys. Rev. Lett. 89, 13901 (2002).
[CrossRef]

S. Tzortzakis, L. Bergé, A. Couairon, M. Franco, B. Prade, and A. Mysyrowicz, Phys. Rev. Lett. 86, 5470 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

K. D. Moll, A. L. Gaeta, and G. Fibich, Phys. Rev. Lett. 90, 203902 (2003).
[CrossRef]

SIAM (Soc. Ind. Appl. Math.) J. Appl. Math. (1)

G. Fibich and G. Papanicolaou, SIAM (Soc. Ind. Appl. Math.) J. Appl. Math. 60, 183 (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 (5)

Fig. 1
Fig. 1

Input beam spatial profile. Left, typical single shot; right, averaged over 100 shots.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental setup.

Fig. 3
Fig. 3

Filamentation pattern. Left, typical single shot; right, averaged over 1000 shots.

Fig. 4
Fig. 4

Location of the central filament in 320 shots.

Fig. 5
Fig. 5

Solution of Eq. (1) with εsat=0.005 and input power of 15Pcr.

Equations (1)

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

iAzz,x,y+ΔA+A2/1+εsatA2A=0, A0,x,y=c exp-x2/e2-y2.

Metrics