Abstract

Dynamic wave-front correction is applied before each shot on a 100-TW, 30-J/300-fs high-power laser facility by use of an adaptive-optics system. This system allows us to increase the repetition rate of high-energy lasers while maintaining excellent and constant beam focusability with a Strehl ratio of >0.75 despite the amplifiers’ not being in thermal equilibrium. The best results in terms of the highest Strehl ratio and intensities are obtained when locking the system on wave-front sensing after pulse recompression.

© 2004 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
    [CrossRef]
  2. F. Verluise, V. Laude, Z. Cheng, Ch. Spielmann, and P. Tournois, Opt. Lett. 25, 575 (2000).
    [CrossRef]
  3. M. Pittman, S. Ferré, J. P. Rousseau, L. Notebaert, J. P. Chambaret, and G. Chériaux, Appl. Phys. B 74, 529 (2002).
    [CrossRef]
  4. F. Druon, G. Chériaux, J. Faure, J. Nees, M. Nantel, A. Maksimchuk, G. Mourou, J.-C. Chanteloup, and G. Vdovin, Opt. Lett. 23, 1043 (1998).
    [CrossRef]
  5. D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
    [CrossRef]
  6. H. Baumhacker, G. Pretzler, K. J. Witte, M. Hegelich, M. Kaluza, S. Karsch, A. Kudryashov, V. Samarkin, and A. Roukossouev, Opt. Lett. 27, 1570 (2002).
    [CrossRef]
  7. J. P. Zou, J. Fuchs, B. Wattellier, J. C. Chanteloup, and C. Haefner, Proc. SPIE 5137, 188 (2003).
    [CrossRef]
  8. J. Primot and L. Sogno, J. Opt. Soc. Am. A 12, 2679 (1995).
    [CrossRef]
  9. B. Wattellier, J. Fuchs, J. P. Zou, J. C. Chanteloup, H. Bandulet, P. Michel, C. Labaune, S. Depierreux, A. Kudryashov, and A. Aleksandrov, J. Opt. Soc. Am. B 20, 1632 (2003).
    [CrossRef]

2003 (2)

2002 (2)

H. Baumhacker, G. Pretzler, K. J. Witte, M. Hegelich, M. Kaluza, S. Karsch, A. Kudryashov, V. Samarkin, and A. Roukossouev, Opt. Lett. 27, 1570 (2002).
[CrossRef]

M. Pittman, S. Ferré, J. P. Rousseau, L. Notebaert, J. P. Chambaret, and G. Chériaux, Appl. Phys. B 74, 529 (2002).
[CrossRef]

2000 (2)

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

F. Verluise, V. Laude, Z. Cheng, Ch. Spielmann, and P. Tournois, Opt. Lett. 25, 575 (2000).
[CrossRef]

1998 (1)

1995 (1)

1985 (1)

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

Aleksandrov, A.

Bandulet, H.

Baumhacker, H.

Brown, C. G.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Chambaret, J. P.

M. Pittman, S. Ferré, J. P. Rousseau, L. Notebaert, J. P. Chambaret, and G. Chériaux, Appl. Phys. B 74, 529 (2002).
[CrossRef]

Chanteloup, J. C.

Chanteloup, J.-C.

Cheng, Z.

Chériaux, G.

M. Pittman, S. Ferré, J. P. Rousseau, L. Notebaert, J. P. Chambaret, and G. Chériaux, Appl. Phys. B 74, 529 (2002).
[CrossRef]

F. Druon, G. Chériaux, J. Faure, J. Nees, M. Nantel, A. Maksimchuk, G. Mourou, J.-C. Chanteloup, and G. Vdovin, Opt. Lett. 23, 1043 (1998).
[CrossRef]

Cowan, T. E.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Depierreux, S.

Druon, F.

Faure, J.

Ferré, S.

M. Pittman, S. Ferré, J. P. Rousseau, L. Notebaert, J. P. Chambaret, and G. Chériaux, Appl. Phys. B 74, 529 (2002).
[CrossRef]

Fuchs, J.

Haefner, C.

J. P. Zou, J. Fuchs, B. Wattellier, J. C. Chanteloup, and C. Haefner, Proc. SPIE 5137, 188 (2003).
[CrossRef]

Hatchett, S. P.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Hegelich, M.

Henry, E.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Herman, S.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Kaluza, M.

Karsch, S.

Kartz, M.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Key, M.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Koch, J.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Kudryashov, A.

Labaune, C.

Laude, V.

MacKinnon, A. J.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Maksimchuk, A.

Michel, P.

Mourou, G.

Nantel, M.

Nees, J.

Notebaert, L.

M. Pittman, S. Ferré, J. P. Rousseau, L. Notebaert, J. P. Chambaret, and G. Chériaux, Appl. Phys. B 74, 529 (2002).
[CrossRef]

Pennington, D. M.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Perry, M. D.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Phillips, T. W.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Pittman, M.

M. Pittman, S. Ferré, J. P. Rousseau, L. Notebaert, J. P. Chambaret, and G. Chériaux, Appl. Phys. B 74, 529 (2002).
[CrossRef]

Pretzler, G.

Primot, J.

Roth, M.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Roukossouev, A.

Rousseau, J. P.

M. Pittman, S. Ferré, J. P. Rousseau, L. Notebaert, J. P. Chambaret, and G. Chériaux, Appl. Phys. B 74, 529 (2002).
[CrossRef]

Samarkin, V.

Sangster, T. C.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Singh, M.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Snavely, R. A.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Sogno, L.

Spielmann, Ch.

Stoyer, M.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Strickland, D.

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

Stuart, B. C.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Tournois, P.

Vdovin, G.

Verluise, F.

Wattellier, B.

Wilks, S. C.

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

Witte, K. J.

Zou, J. P.

Appl. Phys. B (1)

M. Pittman, S. Ferré, J. P. Rousseau, L. Notebaert, J. P. Chambaret, and G. Chériaux, Appl. Phys. B 74, 529 (2002).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

D. M. Pennington, C. G. Brown, T. E. Cowan, S. P. Hatchett, E. Henry, S. Herman, M. Kartz, M. Key, J. Koch, A. J. MacKinnon, M. D. Perry, T. W. Phillips, M. Roth, T. C. Sangster, M. Singh, R. A. Snavely, M. Stoyer, B. C. Stuart, and S. C. Wilks, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 676 (2000).
[CrossRef]

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

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

Opt. Commun. (1)

D. Strickland and G. Mourou, Opt. Commun. 56, 219 (1985).
[CrossRef]

Opt. Lett. (3)

Proc. SPIE (1)

J. P. Zou, J. Fuchs, B. Wattellier, J. C. Chanteloup, and C. Haefner, Proc. SPIE 5137, 188 (2003).
[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 (4)

Fig. 1
Fig. 1

Layout of the LULI 100-TW facility amplifiers and of the implementation of the AO system. SID-1 and SID-2 are the two achromatic three-wave lateral shearing interferometers8 used as wave-front sensors.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Time evolution of the peak to valley (PtV) of the wave front after a full-energy shot as recorded by SID-1. (b), (c) Measured focal spot after pulse compression for the first and fifth shots of five full-energy shots every 20 min and without wave-front correction. The focusing is done by an f=1200 mm diffraction-limited lens positioned after a leak through a mirror to test the intrinsic focusability. The spot at the lower right is due to reflection. Strehl ratios (SR) are as indicated.

Fig. 3
Fig. 3

(a), (b) Measured focal spot (with a lens) before pulse compression for the first and fifth shots of five full-energy shots every 20 min and with wave-front correction locked on SID-1. (c) Phase map and (d) focal spot (with a lens) measured after compression for the same shot as (b). Gray scales for the focal spot images are in logarithmic scale.

Fig. 4
Fig. 4

(a) Phase map and (b) focal spot measured (with a lens) after compression for the fifth shot of five full-energy shots every 20 min and with wave-front correction locked on SID-2. (c) Encircled energy for a perfect Airy spot, for the average spot with wave-front correction [i.e., the spot in (b)], and for the average spot without wave-front correction (i.e., the spot in Fig. 2). (d) Same as (b), but the focusing is done with an f/4.5 off-axis parabola. Gray scales for the focal spot images are in logarithmic scale.

Metrics