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 (2)

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

2004 (1)

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

2003 (5)

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 (2)

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 (1)

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

1998 (1)

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

1994 (1)

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 (1)

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

1982 (1)

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. (1)

Appl. Phys. Lett. (2)

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. (1)

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

J. Appl. Phys. (1)

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. (1)

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

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. B (1)

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

Phys. Rev. Lett. (3)

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 (3)

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. (1)

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

Other (2)

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