Abstract

We have generated and applied noncoherent x-ray radiation in an all-solid-state laser system operating at repetition rates up to 20 kHz. Based on a model that takes into account the strong thermal loading of the Ti:sapphire rod, a laser cavity with low sensitivity to thermal lensing was chosen. With a maximum pump power of 80 W, an output power as high as 27 W was obtained in gain-switched operation, and, with a seeding from a femtosecond oscillator, 60-fs, 0.8-mJ (8-W) pulses at 10 kHz and 0.32-mJ (6.5-W) pulses at 20 kHz were generated. High power femtosecond output was used to generate x-ray continuum radiation up to 5 keV from a liquid-gallium jet target.

© 2004 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. Squier, G. Korn, G. Mourou, G. Vaillancourt, and M. Bouvier, Opt. Lett. 18, 625 (1993).
    [CrossRef]
  2. Q. Fu, F. Seier, S. K. Gayen, and R. R. Alfano, Opt. Lett. 22, 712 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
    [CrossRef]
  4. S. Bacckus, R. Bartels, S. Thompson, R. Dollinger, H. Kapteyn, and M. Murnane, Opt. Lett. 26, 465 (2001).
    [CrossRef]
  5. Y. Jiang, T. Lee, W. Li, G. Ketwaroo, and C. G. Rose-Petruck, Opt. Lett. 27, 963 (2002).
    [CrossRef]
  6. R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
    [CrossRef]
  7. S. B. Satton and G. F. Albrecht, Appl. Opt. 32, 5256 (1993).
    [CrossRef]
  8. J. Frauchiger, P. Alberts, and H. P. Weber, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1046 (1992).
    [CrossRef]
  9. M. E. Innocenti, H. T. Yura, C. N. Fincher, and R. A. Fields, Appl. Phys. Lett. 56, 1831 (1990).
    [CrossRef]
  10. F. Salin, C. Le Blanc, J. Squier, and C. Barty, Opt. Lett. 23, 718 (1998).
    [CrossRef]
  11. C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
    [CrossRef]
  12. N. Zhavoronkov, A. Avtukh, and V. Mikhailov, Appl. Opt. 36, 8601 (1997).
    [CrossRef]
  13. M. G. Holland, J. Appl. Phys. 33, 2910 (1962).
    [CrossRef]
  14. P. A. Schulz, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1039 (1991).
    [CrossRef]
  15. G. Korn, A. Thoss, H. Stiel, U. Vogt, M. Richardson, T. Elsaesser, and M. Faubel, Opt. Lett. 27, 866 (2002).
    [CrossRef]

2002 (2)

2001 (1)

2000 (2)

Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
[CrossRef]

R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
[CrossRef]

1998 (1)

1997 (2)

1994 (1)

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

1993 (2)

1992 (1)

J. Frauchiger, P. Alberts, and H. P. Weber, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1046 (1992).
[CrossRef]

1991 (1)

P. A. Schulz, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1039 (1991).
[CrossRef]

1990 (1)

M. E. Innocenti, H. T. Yura, C. N. Fincher, and R. A. Fields, Appl. Phys. Lett. 56, 1831 (1990).
[CrossRef]

1962 (1)

M. G. Holland, J. Appl. Phys. 33, 2910 (1962).
[CrossRef]

Alberts, P.

J. Frauchiger, P. Alberts, and H. P. Weber, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1046 (1992).
[CrossRef]

Albrecht, G. F.

Alfano, R. R.

Avtukh, A.

Bacckus, S.

Bartels, R.

Barty, C.

Bouvier, M.

Chattopadhyay, S.

R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
[CrossRef]

Chong, H. H. W.

R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
[CrossRef]

Dollinger, R.

Elsaesser, T.

Faubel, M.

Fields, R. A.

M. E. Innocenti, H. T. Yura, C. N. Fincher, and R. A. Fields, Appl. Phys. Lett. 56, 1831 (1990).
[CrossRef]

Fincher, C. N.

M. E. Innocenti, H. T. Yura, C. N. Fincher, and R. A. Fields, Appl. Phys. Lett. 56, 1831 (1990).
[CrossRef]

Frauchiger, J.

J. Frauchiger, P. Alberts, and H. P. Weber, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1046 (1992).
[CrossRef]

Fu, Q.

Fujikawa, S.

Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
[CrossRef]

Gayen, S. K.

Glover, T. E.

R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
[CrossRef]

Gruber, R.

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

Heinmann, P. A.

R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
[CrossRef]

Holland, M. G.

M. G. Holland, J. Appl. Phys. 33, 2910 (1962).
[CrossRef]

Innocenti, M. E.

M. E. Innocenti, H. T. Yura, C. N. Fincher, and R. A. Fields, Appl. Phys. Lett. 56, 1831 (1990).
[CrossRef]

Jiang, Y.

Kapteyn, H.

Ketwaroo, G.

Kojima, T.

Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
[CrossRef]

Konno, S.

Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
[CrossRef]

Korn, G.

Le Blanc, C.

Lee, T.

Li, W.

Merazzi, S.

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

Mikhailov, V.

Mourou, G.

Murnane, M.

Nabekava, Y.

Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
[CrossRef]

Pfistner, C.

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

Richardson, M.

Rose-Petruck, C. G.

Salin, F.

Satton, S. B.

Schulz, P. A.

P. A. Schulz, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1039 (1991).
[CrossRef]

Seier, F.

Sekikawa, T.

Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
[CrossRef]

Shank, C. V.

R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
[CrossRef]

Shoenlein, R. V.

R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
[CrossRef]

Squier, J.

Stiel, H.

Thompson, S.

Thoss, A.

Togashi, T.

Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
[CrossRef]

Vaillancourt, G.

Vogt, U.

Watanabe, S.

Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
[CrossRef]

Weber, H. P.

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

J. Frauchiger, P. Alberts, and H. P. Weber, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1046 (1992).
[CrossRef]

Weber, R.

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

Yasui, K.

Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
[CrossRef]

Yura, H. T.

M. E. Innocenti, H. T. Yura, C. N. Fincher, and R. A. Fields, Appl. Phys. Lett. 56, 1831 (1990).
[CrossRef]

Zhavoronkov, N.

Zholents, A. A.

R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
[CrossRef]

Zolotorev, M. S.

R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
[CrossRef]

Appl. Opt. (2)

Appl. Phys. B (1)

Y. Nabekava, T. Togashi, T. Sekikawa, S. Watanabe, S. Konno, T. Kojima, S. Fujikawa, and K. Yasui, Appl. Phys. B 70, S171 (2000).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

M. E. Innocenti, H. T. Yura, C. N. Fincher, and R. A. Fields, Appl. Phys. Lett. 56, 1831 (1990).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (3)

C. Pfistner, R. Weber, H. P. Weber, S. Merazzi, and R. Gruber, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1605 (1994).
[CrossRef]

P. A. Schulz, IEEE J. Quantum Electron. 27, 1039 (1991).
[CrossRef]

J. Frauchiger, P. Alberts, and H. P. Weber, IEEE J. Quantum Electron. 28, 1046 (1992).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

M. G. Holland, J. Appl. Phys. 33, 2910 (1962).
[CrossRef]

Opt. Lett. (6)

Science (1)

R. V. Shoenlein, S. Chattopadhyay, H. H. W. Chong, T. E. Glover, P. A. Heinmann, C. V. Shank, A. A. Zholents, and M. S. Zolotorev, Science 287, 2237 (2000).
[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

Beam waist on the plane output coupler as a function of the distance between the rod surface and cavity’s back concave mirror R1=20 cm for three rod temperatures T.

Fig. 2
Fig. 2

Output power, number of round trips, and round-trip amplification of the regenerative amplifier at 10 kHz as a function of pump power.

Fig. 3
Fig. 3

Spectrum of x-ray radiation emitted by the high-repetition-rate plasma source from a liquid-gallium target.

Metrics