Abstract

The laser-induced damage performance of potassium dihydrogen phosphate and deuterated potassium dihydrogen phosphate nonlinear optical crystals after pre-exposure to lower-energy laser pulses (laser annealing, also known as laser conditioning) is investigated as a function of wavelength for both the damaging and conditioning pulses. We obtain a quantitative evaluation of the bulk damage performance of these materials by measuring the density of damage events as a function of laser parameters. This new method allows for a detailed assessment of the improvement of material performance from laser conditioning and reveals the key parameters for optimizing performance depending on the operational wavelength.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
    [CrossRef]
  2. J. J. De Yoreo, A. K. Burnham, and P. K. Whitman, Int. Mater. Rev. 47, 113 (2002).
    [CrossRef]
  3. 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]
  4. F. Rainer, F. P. DeMarco, M. C. Staggs, M. R. Kozlowski, L. J. Atherton, and L. M. Sheehan, Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
    [CrossRef]
  5. C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 91, 127402 (2003).
    [CrossRef]
  6. C. S. Liu, N. Kioussis, S. G. Demos, and H. B. Radousky, Phys. Rev. Lett. 91, 015505 (2003).
    [CrossRef]
  7. S. G. Demos, M. Staggs, and H. B. Radousky, Phys. Rev. B 67, 224102 (2003).
    [CrossRef]
  8. C. W. Carr, H. B. Radousky, A. M. Rubenchik, M. D. Feit, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 92, 087401 (2004).
    [CrossRef]
  9. S. G. Demos, M. Yan, M. Staggs, J. J. De Yoreo, and H. B. Radousky, Appl. Phys. Lett. 72, 2367 (1998).
    [CrossRef]
  10. J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).
  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. P. DeMange, C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Rev. Sci. Instrum. 75, 3298 (2004).
    [CrossRef]
  14. M. D. Feit and A. M. Rubenchik, Proc. SPIE 5273, 74 (2003).
    [CrossRef]
  15. M. Runkel, S. Maricle, R. Torres, J. Auerbach, R. Floyd, R. Hawley-Fedder, and A. K. Burnham, Proc. SPIE 4347, 389 (2001).
    [CrossRef]

2004 (2)

C. W. Carr, H. B. Radousky, A. M. Rubenchik, M. D. Feit, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 92, 087401 (2004).
[CrossRef]

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

2003 (6)

M. D. Feit and A. M. Rubenchik, Proc. SPIE 5273, 74 (2003).
[CrossRef]

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

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]

2002 (1)

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

2001 (1)

M. Runkel, S. Maricle, R. Torres, J. Auerbach, R. Floyd, R. Hawley-Fedder, and A. K. Burnham, Proc. SPIE 4347, 389 (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]

1997 (1)

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

1994 (1)

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

1993 (1)

J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).

1982 (1)

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

Atherton, L. J.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

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

Auerbach, J.

M. Runkel, S. Maricle, R. Torres, J. Auerbach, R. Floyd, R. Hawley-Fedder, and A. K. Burnham, Proc. SPIE 4347, 389 (2001).
[CrossRef]

Burnham, A. K.

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]

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

M. Runkel, S. Maricle, R. Torres, J. Auerbach, R. Floyd, R. Hawley-Fedder, and A. K. Burnham, Proc. SPIE 4347, 389 (2001).
[CrossRef]

Carr, C. W.

C. W. Carr, H. B. Radousky, A. M. Rubenchik, M. D. Feit, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 92, 087401 (2004).
[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]

Davis, J. E.

J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).

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]

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Dehaven, M. R.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

DeMange, P.

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, Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[CrossRef]

Demos, S. G.

C. W. Carr, H. B. Radousky, A. M. Rubenchik, M. D. Feit, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 92, 087401 (2004).
[CrossRef]

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

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

Feit, M. D.

C. W. Carr, H. B. Radousky, A. M. Rubenchik, M. D. Feit, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 92, 087401 (2004).
[CrossRef]

M. D. Feit and A. M. Rubenchik, Proc. SPIE 5273, 74 (2003).
[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]

Floyd, R.

M. Runkel, S. Maricle, R. Torres, J. Auerbach, R. Floyd, R. Hawley-Fedder, and A. K. Burnham, Proc. SPIE 4347, 389 (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]

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.

M. Runkel, S. Maricle, R. Torres, J. Auerbach, R. Floyd, R. Hawley-Fedder, and A. K. Burnham, Proc. SPIE 4347, 389 (2001).
[CrossRef]

Hawley-Fedder, R. A.

Hughes, R. S.

J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).

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, 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]

Lee, H. W. H.

J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).

Liu, C. S.

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

Maricle, S.

M. Runkel, S. Maricle, R. Torres, J. Auerbach, R. Floyd, R. Hawley-Fedder, and A. K. Burnham, Proc. SPIE 4347, 389 (2001).
[CrossRef]

Milam, D.

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

Montgomery, K. E.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Radousky, H. B.

C. W. Carr, H. B. Radousky, A. M. Rubenchik, M. D. Feit, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 92, 087401 (2004).
[CrossRef]

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

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, Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[CrossRef]

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

Richardson, M.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Rubenchik, A. M.

C. W. Carr, H. B. Radousky, A. M. Rubenchik, M. D. Feit, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 92, 087401 (2004).
[CrossRef]

M. D. Feit and A. M. Rubenchik, Proc. SPIE 5273, 74 (2003).
[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]

Runkel, M.

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. Runkel, S. Maricle, R. Torres, J. Auerbach, R. Floyd, R. Hawley-Fedder, and A. K. Burnham, Proc. SPIE 4347, 389 (2001).
[CrossRef]

Sheehan, L. M.

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

Siekhaus, W. J.

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, Proc. SPIE 2114, 9 (1994).
[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]

Torres, R.

M. Runkel, S. Maricle, R. Torres, J. Auerbach, R. Floyd, R. Hawley-Fedder, and A. K. Burnham, Proc. SPIE 4347, 389 (2001).
[CrossRef]

Vital, R. L.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[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]

Zaitseva, N. P.

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (2)

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

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

Chem. Phys. Lett. (1)

J. E. Davis, R. S. Hughes, and H. W. H. Lee, Chem. Phys. Lett. 207, 540 (1993).

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. Cryst. Growth (1)

N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, and L. J. Atherton, J. Cryst. Growth 180, 255 (1997).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (1)

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

Phys. Rev. Lett. (3)

C. W. Carr, H. B. Radousky, A. M. Rubenchik, M. D. Feit, and S. G. Demos, Phys. Rev. Lett. 92, 087401 (2004).
[CrossRef]

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

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

Proc. SPIE (3)

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

M. D. Feit and A. M. Rubenchik, Proc. SPIE 5273, 74 (2003).
[CrossRef]

M. Runkel, S. Maricle, R. Torres, J. Auerbach, R. Floyd, R. Hawley-Fedder, and A. K. Burnham, Proc. SPIE 4347, 389 (2001).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

P. DeMange, C. W. Carr, H. B. Radousky, and S. G. Demos, Rev. Sci. Instrum. 75, 3298 (2004).
[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 for a DKDP crystal sample on a semilog scale at (a) 1064, (b) 532, and (c) 355 nm. The testing fluences for which no damage was observed (i.e., 0 pp/mm3) are indicated by the arrow. The curves are a guide to the eye.

Metrics