Abstract

Laser annealing via preexposure to laser pulses at sub-damage-threshold fluences is known to improve the resistance of KDP crystals to laser-induced damage. Using a specific damage-testing method, we investigate the laser annealing process as a function of fluence and number of preexposure pulses (at 355nm, 2.5ns). Our aim is to reveal the key laser parameters in order to devise a practical and efficient protocol for optimizing performance of the material for operation in laser systems in the near UV. Results suggest that a near twofold improvement to the laser-damage performance can be achieved with a limited number of preexposure pulses.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. N. Rashkovich, KDP-Family Single Crystals (Adam Hilger, 1991).
  2. V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals, 2nd ed. (Springer-Verlag, 1997).
    [CrossRef]
  3. E. Diéguez, J. M. Cabrera, and F. Agulló López, J. Chem. Phys. 81, 3369 (1984).
    [CrossRef]
  4. G. F. Reiter, J. Mayers, and P. Platzman, Phys. Rev. Lett. 89, 135505 (2002).
    [CrossRef]
  5. C. S. Liu, N. Kioussis, S. G. Demos, and H. B. Radousky, Phys. Rev. Lett. 91, 015505 (2003).
    [CrossRef]
  6. J. J. De Yoreo, A. K. Burnham, and P. K. Whitman, Int. Mater. Rev. 47, 113 (2002).
    [CrossRef]
  7. S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. De Yoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
    [CrossRef]
  8. M. D. Feit, A. M. Rubenchik, and M. Runkel, in Proc. SPIE 4347, 383 (2001).
    [CrossRef]
  9. C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 91, 127402 (2003).
    [CrossRef]
  10. S. G. Demos, M. Staggs, and H. B. Radousky, Phys. Rev. B 67, 224102 (2003).
    [CrossRef]
  11. M. M. Chirila, N. Y. Garces, L. E. Halliburton, S. G. Demos, T. A. Land, and H. B. Radousky, J. Appl. Phys. 94, 6456 (2003).
    [CrossRef]
  12. J. Swain, S. Stokowski, D. Milam, and F. Rainer, Appl. Phys. Lett. 40, 350 (1982).
    [CrossRef]
  13. A. K. Burnham, M. Runkel, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, R. L. Floyd, T. A. Land, W. J. Siekhaus, and R. A. Hawley-Fedder, Appl. Opt. 42, 5483 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. F. Rainer, F. P. DeMarco, M. C. Staggs, M. R. Kozlowski, L. J. Atherton, and L. M. Sheehan, in Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
    [CrossRef]
  15. P. DeMange, C. W. Carr, R. A. Negres, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Opt. Lett. 30, 221 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
    [CrossRef]
  17. P. DeMange, C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Rev. Sci. Instrum. 75, 3298 (2004).
    [CrossRef]

2005

P. DeMange, C. W. Carr, R. A. Negres, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Opt. Lett. 30, 221 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

2004

P. DeMange, C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Rev. Sci. Instrum. 75, 3298 (2004).
[CrossRef]

2003

A. K. Burnham, M. Runkel, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, R. L. Floyd, T. A. Land, W. J. Siekhaus, and R. A. Hawley-Fedder, Appl. Opt. 42, 5483 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

C. S. Liu, N. Kioussis, S. G. Demos, and H. B. Radousky, Phys. Rev. Lett. 91, 015505 (2003).
[CrossRef]

C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 91, 127402 (2003).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Staggs, and H. B. Radousky, Phys. Rev. B 67, 224102 (2003).
[CrossRef]

M. M. Chirila, N. Y. Garces, L. E. Halliburton, S. G. Demos, T. A. Land, and H. B. Radousky, J. Appl. Phys. 94, 6456 (2003).
[CrossRef]

2002

J. J. De Yoreo, A. K. Burnham, and P. K. Whitman, Int. Mater. Rev. 47, 113 (2002).
[CrossRef]

G. F. Reiter, J. Mayers, and P. Platzman, Phys. Rev. Lett. 89, 135505 (2002).
[CrossRef]

2001

M. D. Feit, A. M. Rubenchik, and M. Runkel, in Proc. SPIE 4347, 383 (2001).
[CrossRef]

1998

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. De Yoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

1994

F. Rainer, F. P. DeMarco, M. C. Staggs, M. R. Kozlowski, L. J. Atherton, and L. M. Sheehan, in Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[CrossRef]

1984

E. Diéguez, J. M. Cabrera, and F. Agulló López, J. Chem. Phys. 81, 3369 (1984).
[CrossRef]

1982

J. Swain, S. Stokowski, D. Milam, and F. Rainer, Appl. Phys. Lett. 40, 350 (1982).
[CrossRef]

Adams, J. J.

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

Atherton, L. J.

F. Rainer, F. P. DeMarco, M. C. Staggs, M. R. Kozlowski, L. J. Atherton, and L. M. Sheehan, in Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[CrossRef]

Burnham, A. K.

Cabrera, J. M.

E. Diéguez, J. M. Cabrera, and F. Agulló López, J. Chem. Phys. 81, 3369 (1984).
[CrossRef]

Carr, C. W.

P. DeMange, C. W. Carr, R. A. Negres, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Opt. Lett. 30, 221 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

P. DeMange, C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Rev. Sci. Instrum. 75, 3298 (2004).
[CrossRef]

C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 91, 127402 (2003).
[CrossRef]

Chirila, M. M.

M. M. Chirila, N. Y. Garces, L. E. Halliburton, S. G. Demos, T. A. Land, and H. B. Radousky, J. Appl. Phys. 94, 6456 (2003).
[CrossRef]

De Yoreo, J. J.

J. J. De Yoreo, A. K. Burnham, and P. K. Whitman, Int. Mater. Rev. 47, 113 (2002).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. De Yoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

DeMange, P.

P. DeMange, C. W. Carr, R. A. Negres, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Opt. Lett. 30, 221 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

P. DeMange, C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Rev. Sci. Instrum. 75, 3298 (2004).
[CrossRef]

DeMarco, F. P.

F. Rainer, F. P. DeMarco, M. C. Staggs, M. R. Kozlowski, L. J. Atherton, and L. M. Sheehan, in Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[CrossRef]

Demos, S. G.

P. DeMange, C. W. Carr, R. A. Negres, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Opt. Lett. 30, 221 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

P. DeMange, C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Rev. Sci. Instrum. 75, 3298 (2004).
[CrossRef]

C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 91, 127402 (2003).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Staggs, and H. B. Radousky, Phys. Rev. B 67, 224102 (2003).
[CrossRef]

M. M. Chirila, N. Y. Garces, L. E. Halliburton, S. G. Demos, T. A. Land, and H. B. Radousky, J. Appl. Phys. 94, 6456 (2003).
[CrossRef]

C. S. Liu, N. Kioussis, S. G. Demos, and H. B. Radousky, Phys. Rev. Lett. 91, 015505 (2003).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. De Yoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

Diéguez, E.

E. Diéguez, J. M. Cabrera, and F. Agulló López, J. Chem. Phys. 81, 3369 (1984).
[CrossRef]

Dmitriev, V. G.

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals, 2nd ed. (Springer-Verlag, 1997).
[CrossRef]

Feit, M. D.

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

A. K. Burnham, M. Runkel, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, R. L. Floyd, T. A. Land, W. J. Siekhaus, and R. A. Hawley-Fedder, Appl. Opt. 42, 5483 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

M. D. Feit, A. M. Rubenchik, and M. Runkel, in Proc. SPIE 4347, 383 (2001).
[CrossRef]

Floyd, R. L.

Garces, N. Y.

M. M. Chirila, N. Y. Garces, L. E. Halliburton, S. G. Demos, T. A. Land, and H. B. Radousky, J. Appl. Phys. 94, 6456 (2003).
[CrossRef]

Gurzadyan, G. G.

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals, 2nd ed. (Springer-Verlag, 1997).
[CrossRef]

Hackel, R. P.

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

Halliburton, L. E.

M. M. Chirila, N. Y. Garces, L. E. Halliburton, S. G. Demos, T. A. Land, and H. B. Radousky, J. Appl. Phys. 94, 6456 (2003).
[CrossRef]

Hawley-Fedder, R. A.

Kioussis, N.

C. S. Liu, N. Kioussis, S. G. Demos, and H. B. Radousky, Phys. Rev. Lett. 91, 015505 (2003).
[CrossRef]

Kozlowski, M. R.

F. Rainer, F. P. DeMarco, M. C. Staggs, M. R. Kozlowski, L. J. Atherton, and L. M. Sheehan, in Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[CrossRef]

Land, T. A.

A. K. Burnham, M. Runkel, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, R. L. Floyd, T. A. Land, W. J. Siekhaus, and R. A. Hawley-Fedder, Appl. Opt. 42, 5483 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

M. M. Chirila, N. Y. Garces, L. E. Halliburton, S. G. Demos, T. A. Land, and H. B. Radousky, J. Appl. Phys. 94, 6456 (2003).
[CrossRef]

Liu, C. S.

C. S. Liu, N. Kioussis, S. G. Demos, and H. B. Radousky, Phys. Rev. Lett. 91, 015505 (2003).
[CrossRef]

López, F. Agulló

E. Diéguez, J. M. Cabrera, and F. Agulló López, J. Chem. Phys. 81, 3369 (1984).
[CrossRef]

Luthi, R. L.

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

Mayers, J.

G. F. Reiter, J. Mayers, and P. Platzman, Phys. Rev. Lett. 89, 135505 (2002).
[CrossRef]

Milam, D.

J. Swain, S. Stokowski, D. Milam, and F. Rainer, Appl. Phys. Lett. 40, 350 (1982).
[CrossRef]

Negres, R. A.

Nikogosyan, D. N.

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals, 2nd ed. (Springer-Verlag, 1997).
[CrossRef]

Platzman, P.

G. F. Reiter, J. Mayers, and P. Platzman, Phys. Rev. Lett. 89, 135505 (2002).
[CrossRef]

Radousky, H. B.

P. DeMange, C. W. Carr, R. A. Negres, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Opt. Lett. 30, 221 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

P. DeMange, C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Rev. Sci. Instrum. 75, 3298 (2004).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Staggs, and H. B. Radousky, Phys. Rev. B 67, 224102 (2003).
[CrossRef]

C. S. Liu, N. Kioussis, S. G. Demos, and H. B. Radousky, Phys. Rev. Lett. 91, 015505 (2003).
[CrossRef]

M. M. Chirila, N. Y. Garces, L. E. Halliburton, S. G. Demos, T. A. Land, and H. B. Radousky, J. Appl. Phys. 94, 6456 (2003).
[CrossRef]

C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 91, 127402 (2003).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. De Yoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

Rainer, F.

F. Rainer, F. P. DeMarco, M. C. Staggs, M. R. Kozlowski, L. J. Atherton, and L. M. Sheehan, in Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[CrossRef]

J. Swain, S. Stokowski, D. Milam, and F. Rainer, Appl. Phys. Lett. 40, 350 (1982).
[CrossRef]

Rashkovich, L. N.

L. N. Rashkovich, KDP-Family Single Crystals (Adam Hilger, 1991).

Reiter, G. F.

G. F. Reiter, J. Mayers, and P. Platzman, Phys. Rev. Lett. 89, 135505 (2002).
[CrossRef]

Rubenchik, A. M.

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

A. K. Burnham, M. Runkel, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, R. L. Floyd, T. A. Land, W. J. Siekhaus, and R. A. Hawley-Fedder, Appl. Opt. 42, 5483 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

M. D. Feit, A. M. Rubenchik, and M. Runkel, in Proc. SPIE 4347, 383 (2001).
[CrossRef]

Runkel, M.

Sell, W. D.

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

Sheehan, L. M.

F. Rainer, F. P. DeMarco, M. C. Staggs, M. R. Kozlowski, L. J. Atherton, and L. M. Sheehan, in Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[CrossRef]

Siekhaus, W. J.

Spaeth, M. L.

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

Staggs, M.

S. G. Demos, M. Staggs, and H. B. Radousky, Phys. Rev. B 67, 224102 (2003).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. De Yoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

Staggs, M. C.

F. Rainer, F. P. DeMarco, M. C. Staggs, M. R. Kozlowski, L. J. Atherton, and L. M. Sheehan, in Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[CrossRef]

Stanley, J. R.

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

Stokowski, S.

J. Swain, S. Stokowski, D. Milam, and F. Rainer, Appl. Phys. Lett. 40, 350 (1982).
[CrossRef]

Swain, J.

J. Swain, S. Stokowski, D. Milam, and F. Rainer, Appl. Phys. Lett. 40, 350 (1982).
[CrossRef]

Vickers, J. L.

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

Weiland, T. L.

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

Whitman, P. K.

J. J. De Yoreo, A. K. Burnham, and P. K. Whitman, Int. Mater. Rev. 47, 113 (2002).
[CrossRef]

Yan, M.

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. De Yoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Appl. Phys. Lett.

J. Swain, S. Stokowski, D. Milam, and F. Rainer, Appl. Phys. Lett. 40, 350 (1982).
[CrossRef]

S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. De Yoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
[CrossRef]

Int. Mater. Rev.

J. J. De Yoreo, A. K. Burnham, and P. K. Whitman, Int. Mater. Rev. 47, 113 (2002).
[CrossRef]

J. Appl. Phys.

M. M. Chirila, N. Y. Garces, L. E. Halliburton, S. G. Demos, T. A. Land, and H. B. Radousky, J. Appl. Phys. 94, 6456 (2003).
[CrossRef]

J. Chem. Phys.

E. Diéguez, J. M. Cabrera, and F. Agulló López, J. Chem. Phys. 81, 3369 (1984).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. B

S. G. Demos, M. Staggs, and H. B. Radousky, Phys. Rev. B 67, 224102 (2003).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

G. F. Reiter, J. Mayers, and P. Platzman, Phys. Rev. Lett. 89, 135505 (2002).
[CrossRef]

C. S. Liu, N. Kioussis, S. G. Demos, and H. B. Radousky, Phys. Rev. Lett. 91, 015505 (2003).
[CrossRef]

C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 91, 127402 (2003).
[CrossRef]

Proc. SPIE

M. D. Feit, A. M. Rubenchik, and M. Runkel, in Proc. SPIE 4347, 383 (2001).
[CrossRef]

F. Rainer, F. P. DeMarco, M. C. Staggs, M. R. Kozlowski, L. J. Atherton, and L. M. Sheehan, in Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[CrossRef]

J. J. Adams, T. L. Weiland, J. R. Stanley, W. D. Sell, R. L. Luthi, J. L. Vickers, C. W. Carr, M. D. Feit, A. M. Rubenchik, M. L. Spaeth, and R. P. Hackel, in Proc. SPIE 5647, 265 (2005).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum.

P. DeMange, C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Rev. Sci. Instrum. 75, 3298 (2004).
[CrossRef]

Other

L. N. Rashkovich, KDP-Family Single Crystals (Adam Hilger, 1991).

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals, 2nd ed. (Springer-Verlag, 1997).
[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 (1)

Fig. 1
Fig. 1

Damage density profiles at 355 nm , 2.5 ns for DKDP Samples (a) 1 and (b) 2 on a log–log scale without (i.e., pristine) and with laser conditioning by various protocols. (c) DOF versus the highest conditioning fluence, F max , for conditioning protocols listed in Table 1 and pristine material (i.e., F max = 0 ) from both samples.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 Experimental Parameters for Conditioning Protocols at 355 nm

Metrics