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

2001

2000

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

1997

1994

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

1993

1992

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

1991

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

1990

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

1962

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.

Appl. Phys. B

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.

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

IEEE J. Quantum Electron.

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.

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

Opt. Lett.

Science

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